Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.113
      1  1.113   thorpej /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.113 2023/12/03 14:35:54 thorpej Exp $	*/
      2    1.1      yamt 
      3    1.1      yamt /*-
      4   1.55      yamt  * Copyright (c)2006,2007,2008,2009 YAMAMOTO Takashi,
      5    1.1      yamt  * All rights reserved.
      6    1.1      yamt  *
      7    1.1      yamt  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      8    1.1      yamt  * modification, are permitted provided that the following conditions
      9    1.1      yamt  * are met:
     10    1.1      yamt  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     11    1.1      yamt  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     12    1.1      yamt  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     13    1.1      yamt  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     14    1.1      yamt  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     15    1.1      yamt  *
     16    1.1      yamt  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
     17    1.1      yamt  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
     18    1.1      yamt  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
     19    1.1      yamt  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
     20    1.1      yamt  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
     21    1.1      yamt  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
     22    1.1      yamt  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
     23    1.1      yamt  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
     24    1.1      yamt  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     25    1.1      yamt  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     26    1.1      yamt  * SUCH DAMAGE.
     27    1.1      yamt  */
     28    1.1      yamt 
     29    1.1      yamt /*
     30    1.1      yamt  * reference:
     31    1.1      yamt  * -	Magazines and Vmem: Extending the Slab Allocator
     32    1.1      yamt  *	to Many CPUs and Arbitrary Resources
     33    1.1      yamt  *	http://www.usenix.org/event/usenix01/bonwick.html
     34   1.88      para  *
     35   1.88      para  * locking & the boundary tag pool:
     36   1.88      para  * - 	A pool(9) is used for vmem boundary tags
     37   1.88      para  * - 	During a pool get call the global vmem_btag_refill_lock is taken,
     38   1.88      para  *	to serialize access to the allocation reserve, but no other
     39   1.88      para  *	vmem arena locks.
     40   1.88      para  * -	During pool_put calls no vmem mutexes are locked.
     41   1.88      para  * - 	pool_drain doesn't hold the pool's mutex while releasing memory to
     42  1.108    andvar  * 	its backing therefore no interference with any vmem mutexes.
     43   1.88      para  * -	The boundary tag pool is forced to put page headers into pool pages
     44   1.88      para  *  	(PR_PHINPAGE) and not off page to avoid pool recursion.
     45   1.88      para  *  	(due to sizeof(bt_t) it should be the case anyway)
     46    1.1      yamt  */
     47    1.1      yamt 
     48    1.1      yamt #include <sys/cdefs.h>
     49  1.113   thorpej __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.113 2023/12/03 14:35:54 thorpej Exp $");
     50    1.1      yamt 
     51   1.93     pooka #if defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT)
     52   1.37      yamt #include "opt_ddb.h"
     53   1.93     pooka #endif /* defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT) */
     54    1.1      yamt 
     55    1.1      yamt #include <sys/param.h>
     56    1.1      yamt #include <sys/hash.h>
     57    1.1      yamt #include <sys/queue.h>
     58   1.62     rmind #include <sys/bitops.h>
     59    1.1      yamt 
     60    1.1      yamt #if defined(_KERNEL)
     61    1.1      yamt #include <sys/systm.h>
     62   1.30      yamt #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     63   1.30      yamt #include <sys/callout.h>
     64   1.66      para #include <sys/kmem.h>
     65    1.1      yamt #include <sys/pool.h>
     66    1.1      yamt #include <sys/vmem.h>
     67   1.80      para #include <sys/vmem_impl.h>
     68   1.30      yamt #include <sys/workqueue.h>
     69   1.66      para #include <sys/atomic.h>
     70   1.66      para #include <uvm/uvm.h>
     71   1.66      para #include <uvm/uvm_extern.h>
     72   1.66      para #include <uvm/uvm_km.h>
     73   1.66      para #include <uvm/uvm_page.h>
     74   1.66      para #include <uvm/uvm_pdaemon.h>
     75    1.1      yamt #else /* defined(_KERNEL) */
     76   1.80      para #include <stdio.h>
     77   1.80      para #include <errno.h>
     78   1.80      para #include <assert.h>
     79   1.80      para #include <stdlib.h>
     80   1.80      para #include <string.h>
     81    1.1      yamt #include "../sys/vmem.h"
     82   1.80      para #include "../sys/vmem_impl.h"
     83    1.1      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
     84    1.1      yamt 
     85   1.66      para 
     86    1.1      yamt #if defined(_KERNEL)
     87   1.66      para #include <sys/evcnt.h>
     88   1.66      para #define VMEM_EVCNT_DEFINE(name) \
     89   1.66      para struct evcnt vmem_evcnt_##name = EVCNT_INITIALIZER(EVCNT_TYPE_MISC, NULL, \
     90   1.88      para     "vmem", #name); \
     91   1.66      para EVCNT_ATTACH_STATIC(vmem_evcnt_##name);
     92   1.66      para #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count++
     93   1.66      para #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count--
     94   1.66      para 
     95   1.88      para VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_count)
     96   1.88      para VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_inuse)
     97   1.66      para 
     98   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
     99   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    100   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    101   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    102   1.66      para 
    103    1.1      yamt #else /* defined(_KERNEL) */
    104    1.1      yamt 
    105   1.66      para #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
    106   1.66      para #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
    107   1.66      para 
    108   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    109   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	/* nothing */
    110   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		/* nothing */
    111   1.80      para #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	/* nothing */
    112   1.80      para 
    113   1.79      para #define	UNITTEST
    114   1.79      para #define	KASSERT(a)		assert(a)
    115  1.110   thorpej #define	KASSERTMSG(a, m, ...)	assert(a)
    116   1.31        ad #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    117   1.31        ad #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    118   1.31        ad #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    119   1.55      yamt #define	mutex_tryenter(a)	true
    120   1.31        ad #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    121  1.110   thorpej #define	mutex_owned(a)		true
    122   1.55      yamt #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    123   1.55      yamt #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    124    1.1      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
    125    1.1      yamt 
    126   1.55      yamt #if defined(VMEM_SANITY)
    127   1.55      yamt static void vmem_check(vmem_t *);
    128   1.55      yamt #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    129   1.55      yamt #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    130   1.55      yamt #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    131    1.1      yamt 
    132   1.30      yamt #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    133   1.54      yamt #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    134   1.66      para #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    135    1.1      yamt 
    136    1.1      yamt #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    137    1.1      yamt 
    138   1.80      para #if defined(_KERNEL)
    139   1.80      para static bool vmem_bootstrapped = false;
    140   1.80      para static kmutex_t vmem_list_lock;
    141   1.80      para static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    142   1.80      para #endif /* defined(_KERNEL) */
    143   1.79      para 
    144   1.80      para /* ---- misc */
    145    1.1      yamt 
    146  1.110   thorpej #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&(vm)->vm_lock)
    147  1.110   thorpej #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&(vm)->vm_lock)
    148  1.110   thorpej #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&(vm)->vm_lock)
    149  1.110   thorpej #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&(vm)->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, (ipl))
    150  1.110   thorpej #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&(vm)->vm_lock)
    151  1.110   thorpej #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&(vm)->vm_lock))
    152    1.1      yamt 
    153   1.19      yamt #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    154   1.19      yamt 	(-(-(addr) & -(align)))
    155   1.62     rmind 
    156   1.19      yamt #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    157   1.19      yamt 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    158   1.19      yamt 
    159    1.4      yamt #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    160   1.62     rmind #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    161    1.4      yamt 
    162  1.110   thorpej static void
    163  1.110   thorpej vmem_kick_pdaemon(void)
    164  1.110   thorpej {
    165  1.110   thorpej #if defined(_KERNEL)
    166  1.110   thorpej 	uvm_kick_pdaemon();
    167  1.110   thorpej #endif
    168  1.110   thorpej }
    169  1.110   thorpej 
    170  1.110   thorpej static void vmem_xfree_bt(vmem_t *, bt_t *);
    171  1.110   thorpej 
    172   1.62     rmind #if !defined(_KERNEL)
    173   1.62     rmind #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    174   1.67     rmind #define	xfree(p, sz)		free(p)
    175   1.62     rmind #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    176   1.62     rmind #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    177  1.110   thorpej #define	bt_freetrim(vm, l)	/* nothing */
    178   1.66      para #else /* defined(_KERNEL) */
    179    1.1      yamt 
    180   1.67     rmind #define	xmalloc(sz, flags) \
    181   1.80      para     kmem_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    182   1.80      para #define	xfree(p, sz)		kmem_free(p, sz);
    183   1.66      para 
    184   1.75      para /*
    185   1.75      para  * BT_RESERVE calculation:
    186  1.106    andvar  * we allocate memory for boundary tags with vmem; therefore we have
    187  1.105  riastrad  * to keep a reserve of bts used to allocated memory for bts.
    188   1.75      para  * This reserve is 4 for each arena involved in allocating vmems memory.
    189   1.75      para  * BT_MAXFREE: don't cache excessive counts of bts in arenas
    190   1.75      para  */
    191   1.75      para #define STATIC_BT_COUNT 200
    192   1.75      para #define BT_MINRESERVE 4
    193   1.66      para #define BT_MAXFREE 64
    194   1.66      para 
    195   1.66      para static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    196   1.66      para static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    197   1.66      para 
    198   1.80      para static struct vmem kmem_va_meta_arena_store;
    199   1.66      para vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    200   1.80      para static struct vmem kmem_meta_arena_store;
    201   1.88      para vmem_t *kmem_meta_arena = NULL;
    202   1.66      para 
    203   1.88      para static kmutex_t vmem_btag_refill_lock;
    204   1.66      para static kmutex_t vmem_btag_lock;
    205   1.66      para static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    206   1.66      para static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    207   1.88      para static struct pool vmem_btag_pool;
    208  1.112   thorpej static bool vmem_btag_pool_initialized __read_mostly;
    209   1.66      para 
    210    1.1      yamt /* ---- boundary tag */
    211    1.1      yamt 
    212   1.94       chs static int bt_refill(vmem_t *vm);
    213  1.101        ad static int bt_refill_locked(vmem_t *vm);
    214   1.66      para 
    215   1.88      para static void *
    216   1.88      para pool_page_alloc_vmem_meta(struct pool *pp, int flags)
    217   1.66      para {
    218   1.88      para 	const vm_flag_t vflags = (flags & PR_WAITOK) ? VM_SLEEP: VM_NOSLEEP;
    219   1.66      para 	vmem_addr_t va;
    220   1.88      para 	int ret;
    221   1.66      para 
    222   1.88      para 	ret = vmem_alloc(kmem_meta_arena, pp->pr_alloc->pa_pagesz,
    223   1.88      para 	    (vflags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va);
    224   1.77      para 
    225   1.88      para 	return ret ? NULL : (void *)va;
    226   1.88      para }
    227   1.66      para 
    228   1.88      para static void
    229   1.88      para pool_page_free_vmem_meta(struct pool *pp, void *v)
    230   1.88      para {
    231   1.66      para 
    232   1.88      para 	vmem_free(kmem_meta_arena, (vmem_addr_t)v, pp->pr_alloc->pa_pagesz);
    233   1.88      para }
    234   1.66      para 
    235   1.88      para /* allocator for vmem-pool metadata */
    236   1.88      para struct pool_allocator pool_allocator_vmem_meta = {
    237   1.88      para 	.pa_alloc = pool_page_alloc_vmem_meta,
    238   1.88      para 	.pa_free = pool_page_free_vmem_meta,
    239   1.88      para 	.pa_pagesz = 0
    240   1.88      para };
    241   1.66      para 
    242   1.66      para static int
    243  1.101        ad bt_refill_locked(vmem_t *vm)
    244   1.66      para {
    245   1.66      para 	bt_t *bt;
    246   1.66      para 
    247  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    248  1.101        ad 
    249   1.88      para 	if (vm->vm_nfreetags > BT_MINRESERVE) {
    250   1.88      para 		return 0;
    251   1.77      para 	}
    252   1.66      para 
    253   1.66      para 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    254   1.66      para 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    255   1.75      para 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    256   1.66      para 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    257   1.66      para 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    258   1.66      para 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    259   1.66      para 		vm->vm_nfreetags++;
    260   1.66      para 		vmem_btag_freelist_count--;
    261   1.88      para 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    262   1.66      para 	}
    263   1.66      para 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    264   1.66      para 
    265   1.88      para 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    266   1.88      para 		VMEM_UNLOCK(vm);
    267  1.112   thorpej 		KASSERT(vmem_btag_pool_initialized);
    268   1.88      para 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    269   1.91      para 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    270   1.88      para 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    271   1.88      para 		VMEM_LOCK(vm);
    272   1.91      para 		if (bt == NULL)
    273   1.88      para 			break;
    274   1.88      para 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    275   1.88      para 		vm->vm_nfreetags++;
    276   1.88      para 	}
    277   1.88      para 
    278   1.92      para 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    279   1.66      para 		return ENOMEM;
    280   1.66      para 	}
    281   1.88      para 
    282   1.88      para 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    283  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
    284   1.94       chs 		(void)bt_refill(kmem_arena);
    285   1.94       chs 		(void)bt_refill(kmem_va_meta_arena);
    286   1.94       chs 		(void)bt_refill(kmem_meta_arena);
    287  1.101        ad 		VMEM_LOCK(vm);
    288   1.88      para 	}
    289   1.66      para 
    290   1.66      para 	return 0;
    291   1.66      para }
    292    1.1      yamt 
    293  1.101        ad static int
    294  1.101        ad bt_refill(vmem_t *vm)
    295  1.101        ad {
    296  1.101        ad 	int rv;
    297  1.101        ad 
    298  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    299  1.101        ad 	rv = bt_refill_locked(vm);
    300  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
    301  1.101        ad 	return rv;
    302  1.101        ad }
    303  1.101        ad 
    304   1.88      para static bt_t *
    305   1.17      yamt bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    306    1.1      yamt {
    307   1.66      para 	bt_t *bt;
    308  1.101        ad 
    309  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    310  1.101        ad 
    311   1.88      para 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    312  1.101        ad 		if (bt_refill_locked(vm)) {
    313   1.94       chs 			if ((flags & VM_NOSLEEP) != 0) {
    314   1.94       chs 				return NULL;
    315   1.94       chs 			}
    316   1.94       chs 
    317   1.94       chs 			/*
    318   1.94       chs 			 * It would be nice to wait for something specific here
    319   1.94       chs 			 * but there are multiple ways that a retry could
    320   1.94       chs 			 * succeed and we can't wait for multiple things
    321   1.94       chs 			 * simultaneously.  So we'll just sleep for an arbitrary
    322   1.94       chs 			 * short period of time and retry regardless.
    323   1.94       chs 			 * This should be a very rare case.
    324   1.94       chs 			 */
    325   1.94       chs 
    326   1.94       chs 			vmem_kick_pdaemon();
    327  1.101        ad 			kpause("btalloc", false, 1, &vm->vm_lock);
    328   1.66      para 		}
    329   1.66      para 	}
    330   1.66      para 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    331   1.66      para 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    332   1.66      para 	vm->vm_nfreetags--;
    333   1.66      para 
    334   1.66      para 	return bt;
    335    1.1      yamt }
    336    1.1      yamt 
    337   1.88      para static void
    338   1.17      yamt bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    339    1.1      yamt {
    340   1.66      para 
    341  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    342  1.101        ad 
    343   1.66      para 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    344   1.66      para 	vm->vm_nfreetags++;
    345   1.88      para }
    346   1.88      para 
    347   1.88      para static void
    348   1.88      para bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    349   1.88      para {
    350  1.113   thorpej 	bt_t *bt, *next_bt;
    351   1.88      para 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    352   1.88      para 
    353  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    354  1.101        ad 
    355   1.88      para 	LIST_INIT(&tofree);
    356   1.88      para 
    357  1.113   thorpej 	LIST_FOREACH_SAFE(bt, &vm->vm_freetags, bt_freelist, next_bt) {
    358  1.113   thorpej 		if (vm->vm_nfreetags <= freelimit) {
    359  1.113   thorpej 			break;
    360  1.113   thorpej 		}
    361   1.66      para 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    362   1.66      para 		vm->vm_nfreetags--;
    363   1.88      para 		if (bt >= static_bts
    364   1.90   mlelstv 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    365   1.88      para 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    366   1.88      para 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    367   1.88      para 			vmem_btag_freelist_count++;
    368   1.88      para 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    369   1.88      para 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    370   1.88      para 		} else {
    371   1.88      para 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    372   1.88      para 		}
    373   1.66      para 	}
    374   1.88      para 
    375   1.66      para 	VMEM_UNLOCK(vm);
    376   1.88      para 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    377  1.113   thorpej 		bt = LIST_FIRST(&tofree);
    378  1.113   thorpej 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    379  1.113   thorpej 		pool_put(&vmem_btag_pool, bt);
    380   1.88      para 	}
    381    1.1      yamt }
    382   1.67     rmind #endif	/* defined(_KERNEL) */
    383   1.62     rmind 
    384    1.1      yamt /*
    385   1.67     rmind  * freelist[0] ... [1, 1]
    386    1.1      yamt  * freelist[1] ... [2, 3]
    387    1.1      yamt  * freelist[2] ... [4, 7]
    388    1.1      yamt  * freelist[3] ... [8, 15]
    389    1.1      yamt  *  :
    390    1.1      yamt  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    391    1.1      yamt  *  :
    392    1.1      yamt  */
    393    1.1      yamt 
    394    1.1      yamt static struct vmem_freelist *
    395    1.1      yamt bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    396    1.1      yamt {
    397    1.1      yamt 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    398   1.62     rmind 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    399    1.1      yamt 
    400  1.109  riastrad 	KASSERT(size != 0);
    401  1.109  riastrad 	KASSERT(qsize != 0);
    402    1.1      yamt 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    403    1.1      yamt 	KASSERT(idx >= 0);
    404    1.1      yamt 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    405    1.1      yamt 
    406    1.1      yamt 	return &vm->vm_freelist[idx];
    407    1.1      yamt }
    408    1.1      yamt 
    409   1.59      yamt /*
    410   1.59      yamt  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    411   1.59      yamt  * strategy.
    412   1.59      yamt  *
    413   1.59      yamt  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    414   1.59      yamt  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    415   1.59      yamt  * large enough for the requested size.
    416   1.59      yamt  */
    417   1.59      yamt 
    418    1.1      yamt static struct vmem_freelist *
    419    1.1      yamt bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    420    1.1      yamt {
    421    1.1      yamt 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    422   1.62     rmind 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    423    1.1      yamt 
    424  1.109  riastrad 	KASSERT(size != 0);
    425  1.109  riastrad 	KASSERT(qsize != 0);
    426    1.1      yamt 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    427    1.1      yamt 
    428    1.4      yamt 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    429    1.1      yamt 		idx++;
    430    1.1      yamt 		/* check too large request? */
    431    1.1      yamt 	}
    432    1.1      yamt 	KASSERT(idx >= 0);
    433    1.1      yamt 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    434    1.1      yamt 
    435    1.1      yamt 	return &vm->vm_freelist[idx];
    436    1.1      yamt }
    437    1.1      yamt 
    438    1.1      yamt /* ---- boundary tag hash */
    439    1.1      yamt 
    440    1.1      yamt static struct vmem_hashlist *
    441    1.1      yamt bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    442    1.1      yamt {
    443    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *list;
    444    1.1      yamt 	unsigned int hash;
    445    1.1      yamt 
    446    1.1      yamt 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    447  1.101        ad 	list = &vm->vm_hashlist[hash & vm->vm_hashmask];
    448    1.1      yamt 
    449    1.1      yamt 	return list;
    450    1.1      yamt }
    451    1.1      yamt 
    452    1.1      yamt static bt_t *
    453    1.1      yamt bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    454    1.1      yamt {
    455    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *list;
    456    1.1      yamt 	bt_t *bt;
    457    1.1      yamt 
    458   1.95   msaitoh 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    459    1.1      yamt 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    460    1.1      yamt 		if (bt->bt_start == addr) {
    461    1.1      yamt 			break;
    462    1.1      yamt 		}
    463    1.1      yamt 	}
    464    1.1      yamt 
    465    1.1      yamt 	return bt;
    466    1.1      yamt }
    467    1.1      yamt 
    468    1.1      yamt static void
    469    1.1      yamt bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    470    1.1      yamt {
    471    1.1      yamt 
    472    1.1      yamt 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    473   1.73      para 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    474    1.1      yamt 	vm->vm_nbusytag--;
    475    1.1      yamt 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    476    1.1      yamt }
    477    1.1      yamt 
    478    1.1      yamt static void
    479    1.1      yamt bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    480    1.1      yamt {
    481    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *list;
    482    1.1      yamt 
    483    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    484    1.1      yamt 
    485    1.1      yamt 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    486    1.1      yamt 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    487  1.101        ad 	if (++vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    488  1.101        ad 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    489  1.101        ad 	}
    490   1.73      para 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    491    1.1      yamt }
    492    1.1      yamt 
    493    1.1      yamt /* ---- boundary tag list */
    494    1.1      yamt 
    495    1.1      yamt static void
    496    1.1      yamt bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    497    1.1      yamt {
    498    1.1      yamt 
    499   1.87  christos 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    500    1.1      yamt }
    501    1.1      yamt 
    502    1.1      yamt static void
    503    1.1      yamt bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    504    1.1      yamt {
    505    1.1      yamt 
    506   1.87  christos 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    507    1.1      yamt }
    508    1.1      yamt 
    509    1.1      yamt static void
    510    1.1      yamt bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    511    1.1      yamt {
    512    1.1      yamt 
    513   1.87  christos 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    514    1.1      yamt }
    515    1.1      yamt 
    516    1.1      yamt static void
    517   1.17      yamt bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    518    1.1      yamt {
    519    1.1      yamt 
    520    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    521    1.1      yamt 
    522    1.1      yamt 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    523    1.1      yamt }
    524    1.1      yamt 
    525    1.1      yamt static void
    526    1.1      yamt bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    527    1.1      yamt {
    528    1.1      yamt 	struct vmem_freelist *list;
    529    1.1      yamt 
    530    1.1      yamt 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    531    1.1      yamt 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    532    1.1      yamt }
    533    1.1      yamt 
    534    1.1      yamt /* ---- vmem internal functions */
    535    1.1      yamt 
    536    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
    537    1.5      yamt static inline vm_flag_t
    538    1.5      yamt prf_to_vmf(int prflags)
    539    1.5      yamt {
    540    1.5      yamt 	vm_flag_t vmflags;
    541    1.5      yamt 
    542    1.5      yamt 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    543    1.5      yamt 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    544    1.5      yamt 		vmflags = VM_SLEEP;
    545    1.5      yamt 	} else {
    546    1.5      yamt 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    547    1.5      yamt 	}
    548    1.5      yamt 	return vmflags;
    549    1.5      yamt }
    550    1.5      yamt 
    551    1.5      yamt static inline int
    552    1.5      yamt vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    553    1.5      yamt {
    554    1.5      yamt 	int prflags;
    555    1.5      yamt 
    556    1.7      yamt 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    557    1.5      yamt 		prflags = PR_WAITOK;
    558    1.7      yamt 	} else {
    559    1.5      yamt 		prflags = PR_NOWAIT;
    560    1.5      yamt 	}
    561    1.5      yamt 	return prflags;
    562    1.5      yamt }
    563    1.5      yamt 
    564    1.5      yamt static size_t
    565    1.5      yamt qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    566    1.5      yamt {
    567    1.5      yamt 	int i;
    568    1.5      yamt 
    569    1.5      yamt 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    570    1.5      yamt 		/* nothing */
    571    1.5      yamt 	}
    572    1.5      yamt 	return ORDER2SIZE(i);
    573    1.5      yamt }
    574    1.5      yamt 
    575    1.5      yamt static void *
    576    1.5      yamt qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    577    1.5      yamt {
    578    1.5      yamt 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    579    1.5      yamt 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    580   1.61    dyoung 	vmem_addr_t addr;
    581    1.5      yamt 
    582   1.61    dyoung 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    583   1.61    dyoung 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    584   1.61    dyoung 		return NULL;
    585   1.61    dyoung 	return (void *)addr;
    586    1.5      yamt }
    587    1.5      yamt 
    588    1.5      yamt static void
    589    1.5      yamt qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    590    1.5      yamt {
    591    1.5      yamt 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    592    1.5      yamt 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    593    1.5      yamt 
    594    1.5      yamt 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    595    1.5      yamt }
    596    1.5      yamt 
    597    1.5      yamt static void
    598   1.31        ad qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    599    1.5      yamt {
    600   1.22      yamt 	qcache_t *prevqc;
    601    1.5      yamt 	struct pool_allocator *pa;
    602    1.5      yamt 	int qcache_idx_max;
    603    1.5      yamt 	int i;
    604    1.5      yamt 
    605    1.5      yamt 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    606    1.5      yamt 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    607    1.5      yamt 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    608    1.5      yamt 	}
    609    1.5      yamt 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    610    1.5      yamt 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    611    1.5      yamt 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    612    1.5      yamt 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    613    1.5      yamt 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    614    1.5      yamt 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    615    1.5      yamt 
    616    1.5      yamt 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    617   1.22      yamt 	prevqc = NULL;
    618   1.22      yamt 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    619   1.22      yamt 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    620    1.5      yamt 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    621   1.66      para 		pool_cache_t pc;
    622    1.5      yamt 
    623    1.5      yamt 		qc->qc_vmem = vm;
    624    1.8    martin 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    625    1.5      yamt 		    vm->vm_name, size);
    626   1.66      para 
    627   1.80      para 		pc = pool_cache_init(size,
    628   1.80      para 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    629   1.80      para 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    630   1.80      para 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    631   1.80      para 
    632   1.80      para 		KASSERT(pc);
    633   1.80      para 
    634   1.66      para 		qc->qc_cache = pc;
    635   1.35        ad 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    636   1.22      yamt 		if (prevqc != NULL &&
    637   1.35        ad 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    638   1.35        ad 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    639   1.80      para 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    640   1.22      yamt 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    641   1.27        ad 			continue;
    642   1.22      yamt 		}
    643   1.35        ad 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    644   1.22      yamt 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    645   1.22      yamt 		prevqc = qc;
    646    1.5      yamt 	}
    647    1.5      yamt }
    648    1.6      yamt 
    649   1.23      yamt static void
    650   1.23      yamt qc_destroy(vmem_t *vm)
    651   1.23      yamt {
    652   1.23      yamt 	const qcache_t *prevqc;
    653   1.23      yamt 	int i;
    654   1.23      yamt 	int qcache_idx_max;
    655   1.23      yamt 
    656   1.23      yamt 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    657   1.23      yamt 	prevqc = NULL;
    658   1.24      yamt 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    659   1.24      yamt 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    660   1.23      yamt 
    661   1.23      yamt 		if (prevqc == qc) {
    662   1.23      yamt 			continue;
    663   1.23      yamt 		}
    664   1.80      para 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    665   1.23      yamt 		prevqc = qc;
    666   1.23      yamt 	}
    667   1.23      yamt }
    668   1.66      para #endif
    669   1.23      yamt 
    670   1.66      para #if defined(_KERNEL)
    671   1.80      para static void
    672   1.66      para vmem_bootstrap(void)
    673    1.6      yamt {
    674    1.6      yamt 
    675  1.103        ad 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    676   1.66      para 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    677   1.88      para 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    678    1.6      yamt 
    679   1.66      para 	while (static_bt_count-- > 0) {
    680   1.66      para 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    681   1.66      para 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    682   1.88      para 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    683   1.66      para 		vmem_btag_freelist_count++;
    684    1.6      yamt 	}
    685   1.80      para 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    686    1.6      yamt }
    687    1.5      yamt 
    688   1.66      para void
    689   1.80      para vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    690    1.1      yamt {
    691    1.1      yamt 
    692   1.80      para 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    693   1.80      para 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    694   1.66      para 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    695   1.66      para 	    IPL_VM);
    696   1.66      para 
    697   1.80      para 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    698   1.80      para 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    699   1.66      para 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    700   1.66      para 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    701   1.88      para 
    702  1.101        ad 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), coherency_unit, 0,
    703  1.101        ad 	    PR_PHINPAGE, "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    704  1.112   thorpej 	vmem_btag_pool_initialized = true;
    705    1.1      yamt }
    706    1.1      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
    707    1.1      yamt 
    708   1.61    dyoung static int
    709    1.1      yamt vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    710    1.1      yamt     int spanbttype)
    711    1.1      yamt {
    712    1.1      yamt 	bt_t *btspan;
    713    1.1      yamt 	bt_t *btfree;
    714    1.1      yamt 
    715  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    716    1.1      yamt 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    717    1.1      yamt 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    718   1.58      yamt 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    719   1.58      yamt 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    720    1.1      yamt 
    721    1.1      yamt 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    722    1.1      yamt 	if (btspan == NULL) {
    723   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
    724    1.1      yamt 	}
    725    1.1      yamt 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    726    1.1      yamt 	if (btfree == NULL) {
    727    1.1      yamt 		bt_free(vm, btspan);
    728   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
    729    1.1      yamt 	}
    730    1.1      yamt 
    731    1.1      yamt 	btspan->bt_type = spanbttype;
    732    1.1      yamt 	btspan->bt_start = addr;
    733    1.1      yamt 	btspan->bt_size = size;
    734    1.1      yamt 
    735    1.1      yamt 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    736    1.1      yamt 	btfree->bt_start = addr;
    737    1.1      yamt 	btfree->bt_size = size;
    738    1.1      yamt 
    739    1.1      yamt 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    740    1.1      yamt 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    741    1.1      yamt 	bt_insfree(vm, btfree);
    742   1.66      para 	vm->vm_size += size;
    743    1.1      yamt 
    744   1.61    dyoung 	return 0;
    745    1.1      yamt }
    746    1.1      yamt 
    747   1.30      yamt static void
    748   1.30      yamt vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    749   1.30      yamt {
    750   1.30      yamt 
    751   1.30      yamt #if defined(QCACHE)
    752   1.30      yamt 	qc_destroy(vm);
    753   1.30      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
    754  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    755   1.30      yamt 
    756  1.101        ad 	for (int i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    757  1.101        ad 		bt_t *bt;
    758   1.30      yamt 
    759  1.101        ad 		while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    760  1.101        ad 			KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    761  1.101        ad 			LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    762  1.101        ad 			bt_free(vm, bt);
    763   1.66      para 		}
    764   1.66      para 	}
    765   1.66      para 
    766  1.101        ad 	/* bt_freetrim() drops the lock. */
    767   1.88      para 	bt_freetrim(vm, 0);
    768  1.101        ad 	if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    769  1.101        ad 		xfree(vm->vm_hashlist,
    770  1.101        ad 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * vm->vm_hashsize);
    771  1.101        ad 	}
    772   1.66      para 
    773   1.80      para 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    774   1.31        ad 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    775   1.66      para 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    776   1.30      yamt }
    777   1.30      yamt 
    778    1.1      yamt static int
    779    1.1      yamt vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    780    1.1      yamt {
    781    1.1      yamt 	vmem_addr_t addr;
    782   1.61    dyoung 	int rc;
    783    1.1      yamt 
    784  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    785  1.101        ad 
    786   1.61    dyoung 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    787    1.1      yamt 		return EINVAL;
    788    1.1      yamt 	}
    789    1.1      yamt 
    790   1.66      para 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    791   1.80      para 		size *= 16;
    792   1.66      para 	}
    793   1.66      para 
    794  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
    795   1.66      para 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    796   1.99  christos 		rc = __FPTRCAST(vmem_ximport_t *, vm->vm_importfn)(vm->vm_arg,
    797   1.98  christos 		    size, &size, flags, &addr);
    798   1.66      para 	} else {
    799   1.66      para 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    800   1.69     rmind 	}
    801  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    802  1.101        ad 
    803   1.69     rmind 	if (rc) {
    804   1.69     rmind 		return ENOMEM;
    805    1.1      yamt 	}
    806    1.1      yamt 
    807   1.61    dyoung 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    808  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
    809   1.61    dyoung 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    810  1.101        ad 		VMEM_LOCK(vm);
    811    1.1      yamt 		return ENOMEM;
    812    1.1      yamt 	}
    813    1.1      yamt 
    814    1.1      yamt 	return 0;
    815    1.1      yamt }
    816    1.1      yamt 
    817  1.110   thorpej #if defined(_KERNEL)
    818    1.1      yamt static int
    819    1.1      yamt vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    820    1.1      yamt {
    821    1.1      yamt 	bt_t *bt;
    822    1.1      yamt 	int i;
    823    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    824    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    825    1.1      yamt 	size_t oldhashsize;
    826    1.1      yamt 
    827    1.1      yamt 	KASSERT(newhashsize > 0);
    828    1.1      yamt 
    829  1.101        ad 	/* Round hash size up to a power of 2. */
    830  1.101        ad 	newhashsize = 1 << (ilog2(newhashsize) + 1);
    831  1.101        ad 
    832    1.1      yamt 	newhashlist =
    833  1.101        ad 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist) * newhashsize, flags);
    834    1.1      yamt 	if (newhashlist == NULL) {
    835    1.1      yamt 		return ENOMEM;
    836    1.1      yamt 	}
    837    1.1      yamt 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    838    1.1      yamt 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    839    1.1      yamt 	}
    840    1.1      yamt 
    841  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    842  1.101        ad 	/* Decay back to a small hash slowly. */
    843  1.101        ad 	if (vm->vm_maxbusytag >= 2) {
    844  1.101        ad 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_maxbusytag / 2 - 1;
    845  1.101        ad 		if (vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    846  1.101        ad 			vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    847  1.101        ad 		}
    848  1.101        ad 	} else {
    849  1.101        ad 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    850   1.30      yamt 	}
    851    1.1      yamt 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    852    1.1      yamt 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    853    1.1      yamt 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    854    1.1      yamt 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    855  1.101        ad 	vm->vm_hashmask = newhashsize - 1;
    856    1.1      yamt 	if (oldhashlist == NULL) {
    857    1.1      yamt 		VMEM_UNLOCK(vm);
    858    1.1      yamt 		return 0;
    859    1.1      yamt 	}
    860    1.1      yamt 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    861    1.1      yamt 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    862    1.1      yamt 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    863    1.1      yamt 			bt_insbusy(vm, bt);
    864    1.1      yamt 		}
    865    1.1      yamt 	}
    866    1.1      yamt 	VMEM_UNLOCK(vm);
    867    1.1      yamt 
    868   1.66      para 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    869   1.66      para 		xfree(oldhashlist,
    870  1.101        ad 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * oldhashsize);
    871   1.66      para 	}
    872    1.1      yamt 
    873    1.1      yamt 	return 0;
    874    1.1      yamt }
    875  1.110   thorpej #endif /* _KERNEL */
    876    1.1      yamt 
    877   1.10      yamt /*
    878   1.10      yamt  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    879   1.59      yamt  *
    880   1.59      yamt  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    881   1.59      yamt  * before calling us.
    882   1.10      yamt  */
    883   1.10      yamt 
    884   1.61    dyoung static int
    885   1.76     joerg vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    886   1.60    dyoung     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    887   1.61    dyoung     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    888   1.10      yamt {
    889   1.10      yamt 	vmem_addr_t start;
    890   1.10      yamt 	vmem_addr_t end;
    891   1.10      yamt 
    892   1.60    dyoung 	KASSERT(size > 0);
    893   1.59      yamt 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    894   1.10      yamt 
    895   1.10      yamt 	/*
    896   1.10      yamt 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    897   1.10      yamt 	 * unsigned integer of the same size.
    898   1.10      yamt 	 */
    899   1.10      yamt 
    900   1.10      yamt 	start = bt->bt_start;
    901   1.10      yamt 	if (start < minaddr) {
    902   1.10      yamt 		start = minaddr;
    903   1.10      yamt 	}
    904   1.10      yamt 	end = BT_END(bt);
    905   1.60    dyoung 	if (end > maxaddr) {
    906   1.60    dyoung 		end = maxaddr;
    907   1.10      yamt 	}
    908   1.60    dyoung 	if (start > end) {
    909   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
    910   1.10      yamt 	}
    911   1.19      yamt 
    912   1.19      yamt 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    913   1.10      yamt 	if (start < bt->bt_start) {
    914   1.10      yamt 		start += align;
    915   1.10      yamt 	}
    916   1.19      yamt 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    917   1.10      yamt 		KASSERT(align < nocross);
    918   1.19      yamt 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    919   1.10      yamt 	}
    920   1.60    dyoung 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    921   1.10      yamt 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    922   1.19      yamt 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    923   1.10      yamt 		KASSERT(minaddr <= start);
    924   1.60    dyoung 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    925   1.10      yamt 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    926   1.60    dyoung 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    927   1.61    dyoung 		*addrp = start;
    928   1.61    dyoung 		return 0;
    929   1.10      yamt 	}
    930   1.61    dyoung 	return ENOMEM;
    931   1.10      yamt }
    932   1.10      yamt 
    933   1.80      para /* ---- vmem API */
    934    1.1      yamt 
    935    1.1      yamt /*
    936  1.102        ad  * vmem_init: creates a vmem arena.
    937    1.1      yamt  */
    938    1.1      yamt 
    939   1.80      para vmem_t *
    940   1.80      para vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    941   1.80      para     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    942   1.80      para     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    943   1.80      para     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    944    1.1      yamt {
    945    1.1      yamt 	int i;
    946    1.1      yamt 
    947    1.1      yamt 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    948    1.1      yamt 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    949   1.62     rmind 	KASSERT(quantum > 0);
    950    1.1      yamt 
    951    1.1      yamt #if defined(_KERNEL)
    952   1.80      para 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    953   1.80      para 	if (!vmem_bootstrapped) {
    954   1.80      para 		vmem_bootstrap();
    955   1.80      para 	}
    956   1.66      para #endif /* defined(_KERNEL) */
    957   1.80      para 
    958   1.80      para 	if (vm == NULL) {
    959   1.66      para 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    960    1.1      yamt 	}
    961    1.1      yamt 	if (vm == NULL) {
    962    1.1      yamt 		return NULL;
    963    1.1      yamt 	}
    964    1.1      yamt 
    965   1.66      para 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    966   1.31        ad 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    967   1.66      para 	vm->vm_flags = flags;
    968   1.66      para 	vm->vm_nfreetags = 0;
    969   1.66      para 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    970   1.64      yamt 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    971    1.1      yamt 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    972   1.62     rmind 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    973    1.4      yamt 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    974   1.61    dyoung 	vm->vm_importfn = importfn;
    975   1.61    dyoung 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    976   1.61    dyoung 	vm->vm_arg = arg;
    977    1.1      yamt 	vm->vm_nbusytag = 0;
    978  1.101        ad 	vm->vm_maxbusytag = 0;
    979   1.66      para 	vm->vm_size = 0;
    980   1.66      para 	vm->vm_inuse = 0;
    981    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
    982   1.31        ad 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    983    1.5      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
    984    1.1      yamt 
    985   1.87  christos 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    986    1.1      yamt 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    987    1.1      yamt 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    988    1.1      yamt 	}
    989  1.101        ad 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(vm->vm_hash0));
    990   1.80      para 	vm->vm_hashsize = 1;
    991  1.101        ad 	vm->vm_hashmask = vm->vm_hashsize - 1;
    992   1.80      para 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    993    1.1      yamt 
    994    1.1      yamt 	if (size != 0) {
    995   1.61    dyoung 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    996   1.30      yamt 			vmem_destroy1(vm);
    997    1.1      yamt 			return NULL;
    998    1.1      yamt 		}
    999    1.1      yamt 	}
   1000    1.1      yamt 
   1001   1.30      yamt #if defined(_KERNEL)
   1002   1.66      para 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1003   1.94       chs 		bt_refill(vm);
   1004   1.66      para 	}
   1005   1.66      para 
   1006   1.30      yamt 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1007   1.30      yamt 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1008   1.30      yamt 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1009   1.30      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
   1010   1.30      yamt 
   1011    1.1      yamt 	return vm;
   1012    1.1      yamt }
   1013    1.1      yamt 
   1014   1.66      para 
   1015   1.66      para 
   1016   1.66      para /*
   1017   1.66      para  * vmem_create: create an arena.
   1018   1.66      para  *
   1019   1.66      para  * => must not be called from interrupt context.
   1020   1.66      para  */
   1021   1.66      para 
   1022   1.66      para vmem_t *
   1023   1.66      para vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1024   1.66      para     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1025   1.67     rmind     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1026   1.66      para {
   1027   1.66      para 
   1028   1.66      para 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1029   1.66      para 
   1030   1.80      para 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1031   1.66      para 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1032   1.66      para }
   1033   1.66      para 
   1034   1.66      para /*
   1035   1.66      para  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1036   1.66      para  *
   1037   1.66      para  * => must not be called from interrupt context.
   1038   1.66      para  */
   1039   1.66      para 
   1040   1.66      para vmem_t *
   1041   1.66      para vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1042   1.66      para     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1043   1.67     rmind     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1044   1.66      para {
   1045   1.66      para 
   1046   1.66      para 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1047   1.66      para 
   1048   1.80      para 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1049   1.99  christos 	    __FPTRCAST(vmem_import_t *, importfn), releasefn, source,
   1050   1.66      para 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1051   1.66      para }
   1052   1.66      para 
   1053    1.1      yamt void
   1054    1.1      yamt vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1055    1.1      yamt {
   1056    1.1      yamt 
   1057   1.30      yamt #if defined(_KERNEL)
   1058   1.30      yamt 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1059   1.30      yamt 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1060   1.30      yamt 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1061   1.30      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
   1062    1.1      yamt 
   1063   1.30      yamt 	vmem_destroy1(vm);
   1064    1.1      yamt }
   1065    1.1      yamt 
   1066    1.1      yamt vmem_size_t
   1067    1.1      yamt vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1068    1.1      yamt {
   1069    1.1      yamt 
   1070    1.1      yamt 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1071    1.1      yamt }
   1072    1.1      yamt 
   1073    1.1      yamt /*
   1074   1.83      yamt  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1075    1.1      yamt  */
   1076    1.1      yamt 
   1077   1.61    dyoung int
   1078   1.61    dyoung vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1079    1.1      yamt {
   1080   1.86    martin 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1081   1.96       chs 	int error;
   1082    1.1      yamt 
   1083    1.1      yamt 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1084    1.1      yamt 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1085    1.1      yamt 
   1086    1.1      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1087    1.1      yamt 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1088    1.3      yamt 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1089   1.42      yamt 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1090    1.3      yamt 	}
   1091    1.1      yamt 
   1092    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
   1093    1.5      yamt 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1094   1.61    dyoung 		void *p;
   1095   1.38      yamt 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1096   1.22      yamt 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1097    1.5      yamt 
   1098   1.61    dyoung 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1099   1.61    dyoung 		if (addrp != NULL)
   1100   1.61    dyoung 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1101   1.96       chs 		error = (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1102   1.96       chs 		goto out;
   1103    1.5      yamt 	}
   1104    1.5      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
   1105    1.5      yamt 
   1106   1.96       chs 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1107   1.61    dyoung 	    flags, addrp);
   1108  1.110   thorpej #if defined(QCACHE)
   1109  1.110   thorpej  out:
   1110  1.110   thorpej #endif /* defined(QCACHE) */
   1111  1.107  riastrad 	KASSERTMSG(error || addrp == NULL ||
   1112  1.107  riastrad 	    (*addrp & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1113  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1114  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)*addrp);
   1115   1.96       chs 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1116   1.96       chs 	return error;
   1117   1.10      yamt }
   1118   1.10      yamt 
   1119   1.61    dyoung int
   1120  1.111   thorpej vmem_xalloc_addr(vmem_t *vm, const vmem_addr_t addr, const vmem_size_t size,
   1121  1.111   thorpej     vm_flag_t flags)
   1122  1.111   thorpej {
   1123  1.111   thorpej 	vmem_addr_t result;
   1124  1.111   thorpej 	int error;
   1125  1.111   thorpej 
   1126  1.111   thorpej 	KASSERT((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1127  1.111   thorpej 	KASSERT(size != 0);
   1128  1.111   thorpej 
   1129  1.111   thorpej 	flags = (flags & ~VM_INSTANTFIT) | VM_BESTFIT;
   1130  1.111   thorpej 
   1131  1.111   thorpej 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, addr, addr + size - 1,
   1132  1.111   thorpej 	    flags, &result);
   1133  1.111   thorpej 
   1134  1.111   thorpej 	KASSERT(error || result == addr);
   1135  1.111   thorpej 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1136  1.111   thorpej 	return error;
   1137  1.111   thorpej }
   1138  1.111   thorpej 
   1139  1.111   thorpej int
   1140   1.60    dyoung vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1141   1.60    dyoung     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1142   1.61    dyoung     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1143   1.61    dyoung     vmem_addr_t *addrp)
   1144   1.10      yamt {
   1145   1.10      yamt 	struct vmem_freelist *list;
   1146   1.10      yamt 	struct vmem_freelist *first;
   1147   1.10      yamt 	struct vmem_freelist *end;
   1148   1.10      yamt 	bt_t *bt;
   1149   1.10      yamt 	bt_t *btnew;
   1150   1.10      yamt 	bt_t *btnew2;
   1151   1.10      yamt 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1152   1.10      yamt 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1153   1.10      yamt 	vmem_addr_t start;
   1154   1.61    dyoung 	int rc;
   1155   1.10      yamt 
   1156   1.10      yamt 	KASSERT(size0 > 0);
   1157   1.10      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1158   1.10      yamt 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1159   1.10      yamt 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1160   1.42      yamt 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1161   1.10      yamt 	}
   1162   1.10      yamt 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1163   1.10      yamt 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1164   1.10      yamt 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1165   1.10      yamt 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1166   1.10      yamt 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1167  1.109  riastrad 	KASSERT(align == 0 || phase < align);
   1168  1.109  riastrad 	KASSERT(phase == 0 || phase < align);
   1169   1.10      yamt 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1170   1.60    dyoung 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1171   1.19      yamt 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1172   1.10      yamt 
   1173   1.10      yamt 	if (align == 0) {
   1174   1.10      yamt 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1175   1.10      yamt 	}
   1176   1.59      yamt 
   1177   1.59      yamt 	/*
   1178   1.59      yamt 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1179   1.59      yamt 	 */
   1180  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
   1181    1.1      yamt 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1182    1.1      yamt 	if (btnew == NULL) {
   1183  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1184   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
   1185    1.1      yamt 	}
   1186   1.10      yamt 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1187   1.10      yamt 	if (btnew2 == NULL) {
   1188   1.10      yamt 		bt_free(vm, btnew);
   1189  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1190   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
   1191   1.10      yamt 	}
   1192    1.1      yamt 
   1193   1.59      yamt 	/*
   1194   1.59      yamt 	 * choose a free block from which we allocate.
   1195   1.59      yamt 	 */
   1196    1.1      yamt retry_strat:
   1197    1.1      yamt 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1198    1.1      yamt 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1199    1.1      yamt retry:
   1200    1.1      yamt 	bt = NULL;
   1201   1.55      yamt 	vmem_check(vm);
   1202    1.2      yamt 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1203   1.59      yamt 		/*
   1204   1.59      yamt 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1205   1.59      yamt 		 *
   1206   1.59      yamt 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1207   1.59      yamt 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1208   1.59      yamt 		 * the given size.
   1209   1.59      yamt 		 */
   1210    1.2      yamt 		for (list = first; list < end; list++) {
   1211    1.2      yamt 			bt = LIST_FIRST(list);
   1212    1.2      yamt 			if (bt != NULL) {
   1213   1.61    dyoung 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1214   1.61    dyoung 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1215   1.61    dyoung 				if (rc == 0) {
   1216   1.10      yamt 					goto gotit;
   1217   1.10      yamt 				}
   1218   1.59      yamt 				/*
   1219   1.59      yamt 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1220   1.59      yamt 				 * here.  the list can be very long and we are
   1221   1.59      yamt 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1222   1.59      yamt 				 * lists are larger and have better chances to
   1223   1.59      yamt 				 * satisfy our restrictions.
   1224   1.59      yamt 				 */
   1225    1.2      yamt 			}
   1226    1.2      yamt 		}
   1227    1.2      yamt 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1228   1.59      yamt 		/*
   1229   1.59      yamt 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1230   1.59      yamt 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1231   1.59      yamt 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1232   1.59      yamt 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1233   1.59      yamt 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1234   1.59      yamt 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1235   1.59      yamt 		 *
   1236   1.59      yamt 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1237   1.59      yamt 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1238   1.59      yamt 		 */
   1239    1.2      yamt 		for (list = first; list < end; list++) {
   1240    1.2      yamt 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1241    1.2      yamt 				if (bt->bt_size >= size) {
   1242   1.61    dyoung 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1243   1.61    dyoung 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1244   1.61    dyoung 					if (rc == 0) {
   1245   1.10      yamt 						goto gotit;
   1246   1.10      yamt 					}
   1247    1.2      yamt 				}
   1248    1.1      yamt 			}
   1249    1.1      yamt 		}
   1250    1.1      yamt 	}
   1251    1.1      yamt #if 1
   1252    1.2      yamt 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1253    1.2      yamt 		strat = VM_BESTFIT;
   1254    1.2      yamt 		goto retry_strat;
   1255    1.2      yamt 	}
   1256    1.1      yamt #endif
   1257   1.69     rmind 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1258   1.10      yamt 
   1259   1.10      yamt 		/*
   1260   1.10      yamt 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1261   1.10      yamt 		 * satisfy restrictions?
   1262   1.10      yamt 		 */
   1263   1.10      yamt 
   1264   1.20      yamt 		goto fail;
   1265   1.10      yamt 	}
   1266   1.60    dyoung 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1267    1.2      yamt 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1268    1.2      yamt 		goto retry;
   1269    1.1      yamt 	}
   1270    1.2      yamt 	/* XXX */
   1271   1.66      para 
   1272   1.68      para 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1273   1.94       chs 		vmem_kick_pdaemon();
   1274   1.68      para 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1275   1.68      para 		goto retry;
   1276   1.68      para 	}
   1277   1.20      yamt fail:
   1278   1.20      yamt 	bt_free(vm, btnew);
   1279   1.20      yamt 	bt_free(vm, btnew2);
   1280  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1281   1.61    dyoung 	return ENOMEM;
   1282    1.2      yamt 
   1283    1.2      yamt gotit:
   1284    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1285    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1286    1.1      yamt 	bt_remfree(vm, bt);
   1287   1.55      yamt 	vmem_check(vm);
   1288   1.10      yamt 	if (bt->bt_start != start) {
   1289   1.10      yamt 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1290   1.10      yamt 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1291   1.10      yamt 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1292   1.10      yamt 		bt->bt_start = start;
   1293   1.10      yamt 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1294   1.10      yamt 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1295   1.87  christos 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1296   1.10      yamt 		btnew2 = NULL;
   1297   1.55      yamt 		vmem_check(vm);
   1298   1.10      yamt 	}
   1299   1.10      yamt 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1300    1.1      yamt 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1301    1.1      yamt 		/* split */
   1302    1.1      yamt 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1303    1.1      yamt 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1304    1.1      yamt 		btnew->bt_size = size;
   1305    1.1      yamt 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1306    1.1      yamt 		bt->bt_size -= size;
   1307    1.1      yamt 		bt_insfree(vm, bt);
   1308   1.87  christos 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1309    1.1      yamt 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1310   1.55      yamt 		vmem_check(vm);
   1311    1.1      yamt 	} else {
   1312    1.1      yamt 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1313    1.1      yamt 		bt_insbusy(vm, bt);
   1314   1.55      yamt 		vmem_check(vm);
   1315    1.1      yamt 		bt_free(vm, btnew);
   1316    1.1      yamt 		btnew = bt;
   1317    1.1      yamt 	}
   1318   1.10      yamt 	if (btnew2 != NULL) {
   1319   1.10      yamt 		bt_free(vm, btnew2);
   1320   1.10      yamt 	}
   1321    1.1      yamt 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1322    1.1      yamt 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1323   1.61    dyoung 	if (addrp != NULL)
   1324   1.61    dyoung 		*addrp = btnew->bt_start;
   1325  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1326  1.107  riastrad 	KASSERTMSG(addrp == NULL ||
   1327  1.107  riastrad 	    (*addrp & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1328  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1329  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)*addrp);
   1330   1.61    dyoung 	return 0;
   1331    1.1      yamt }
   1332    1.1      yamt 
   1333    1.1      yamt /*
   1334   1.83      yamt  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1335    1.1      yamt  */
   1336    1.1      yamt 
   1337    1.1      yamt void
   1338    1.1      yamt vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1339    1.1      yamt {
   1340    1.1      yamt 
   1341    1.1      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1342  1.107  riastrad 	KASSERTMSG((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1343  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1344  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)addr);
   1345    1.1      yamt 
   1346    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
   1347    1.5      yamt 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1348    1.5      yamt 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1349   1.22      yamt 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1350    1.5      yamt 
   1351   1.63     rmind 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1352   1.63     rmind 		return;
   1353    1.5      yamt 	}
   1354    1.5      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
   1355    1.5      yamt 
   1356   1.10      yamt 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1357   1.10      yamt }
   1358   1.10      yamt 
   1359   1.10      yamt void
   1360   1.17      yamt vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1361   1.10      yamt {
   1362   1.10      yamt 	bt_t *bt;
   1363   1.10      yamt 
   1364   1.10      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1365  1.107  riastrad 	KASSERTMSG((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1366  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1367  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)addr);
   1368   1.10      yamt 
   1369    1.1      yamt 	VMEM_LOCK(vm);
   1370    1.1      yamt 
   1371    1.1      yamt 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1372  1.107  riastrad 	KASSERTMSG(bt != NULL, "vmem %s addr 0x%jx size 0x%jx",
   1373  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)addr, (uintmax_t)size);
   1374    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1375    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1376    1.1      yamt 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1377  1.105  riastrad 
   1378  1.104   thorpej 	/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1379  1.104   thorpej 	vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1380  1.104   thorpej }
   1381  1.104   thorpej 
   1382  1.104   thorpej void
   1383  1.104   thorpej vmem_xfreeall(vmem_t *vm)
   1384  1.104   thorpej {
   1385  1.104   thorpej 	bt_t *bt;
   1386  1.104   thorpej 
   1387  1.110   thorpej #if defined(QCACHE)
   1388  1.104   thorpej 	/* This can't be used if the arena has a quantum cache. */
   1389  1.104   thorpej 	KASSERT(vm->vm_qcache_max == 0);
   1390  1.110   thorpej #endif /* defined(QCACHE) */
   1391  1.104   thorpej 
   1392  1.104   thorpej 	for (;;) {
   1393  1.104   thorpej 		VMEM_LOCK(vm);
   1394  1.104   thorpej 		TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1395  1.104   thorpej 			if (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY)
   1396  1.104   thorpej 				break;
   1397  1.104   thorpej 		}
   1398  1.104   thorpej 		if (bt != NULL) {
   1399  1.104   thorpej 			/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1400  1.104   thorpej 			vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1401  1.104   thorpej 		} else {
   1402  1.104   thorpej 			VMEM_UNLOCK(vm);
   1403  1.104   thorpej 			return;
   1404  1.104   thorpej 		}
   1405  1.104   thorpej 	}
   1406  1.104   thorpej }
   1407  1.104   thorpej 
   1408  1.104   thorpej static void
   1409  1.104   thorpej vmem_xfree_bt(vmem_t *vm, bt_t *bt)
   1410  1.104   thorpej {
   1411  1.104   thorpej 	bt_t *t;
   1412  1.104   thorpej 
   1413  1.104   thorpej 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
   1414  1.104   thorpej 
   1415    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1416    1.1      yamt 	bt_rembusy(vm, bt);
   1417    1.1      yamt 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1418    1.1      yamt 
   1419    1.1      yamt 	/* coalesce */
   1420   1.87  christos 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1421    1.1      yamt 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1422   1.60    dyoung 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1423    1.1      yamt 		bt_remfree(vm, t);
   1424    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, t);
   1425    1.1      yamt 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1426  1.101        ad 		bt_free(vm, t);
   1427    1.1      yamt 	}
   1428   1.87  christos 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1429    1.1      yamt 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1430   1.60    dyoung 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1431    1.1      yamt 		bt_remfree(vm, t);
   1432    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, t);
   1433    1.1      yamt 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1434    1.1      yamt 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1435  1.101        ad 		bt_free(vm, t);
   1436    1.1      yamt 	}
   1437    1.1      yamt 
   1438   1.87  christos 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1439    1.1      yamt 	KASSERT(t != NULL);
   1440    1.1      yamt 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1441   1.61    dyoung 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1442    1.1      yamt 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1443    1.1      yamt 		vmem_addr_t spanaddr;
   1444    1.1      yamt 		vmem_size_t spansize;
   1445    1.1      yamt 
   1446    1.1      yamt 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1447    1.1      yamt 		spanaddr = bt->bt_start;
   1448    1.1      yamt 		spansize = bt->bt_size;
   1449    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, bt);
   1450  1.101        ad 		bt_free(vm, bt);
   1451    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, t);
   1452  1.101        ad 		bt_free(vm, t);
   1453   1.66      para 		vm->vm_size -= spansize;
   1454   1.68      para 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1455  1.101        ad 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1456  1.101        ad 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1457   1.61    dyoung 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1458    1.1      yamt 	} else {
   1459    1.1      yamt 		bt_insfree(vm, bt);
   1460   1.68      para 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1461  1.101        ad 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1462  1.101        ad 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1463    1.1      yamt 	}
   1464    1.1      yamt }
   1465    1.1      yamt 
   1466    1.1      yamt /*
   1467    1.1      yamt  * vmem_add:
   1468    1.1      yamt  *
   1469    1.1      yamt  * => caller must ensure appropriate spl,
   1470    1.1      yamt  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1471    1.1      yamt  */
   1472    1.1      yamt 
   1473   1.61    dyoung int
   1474    1.1      yamt vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1475    1.1      yamt {
   1476  1.101        ad 	int rv;
   1477    1.1      yamt 
   1478  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
   1479  1.101        ad 	rv = vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1480  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1481  1.101        ad 
   1482  1.101        ad 	return rv;
   1483    1.1      yamt }
   1484    1.1      yamt 
   1485    1.6      yamt /*
   1486   1.66      para  * vmem_size: information about arenas size
   1487    1.6      yamt  *
   1488   1.66      para  * => return free/allocated size in arena
   1489    1.6      yamt  */
   1490   1.66      para vmem_size_t
   1491   1.66      para vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1492    1.6      yamt {
   1493    1.6      yamt 
   1494   1.66      para 	switch (typemask) {
   1495   1.66      para 	case VMEM_ALLOC:
   1496   1.66      para 		return vm->vm_inuse;
   1497   1.66      para 	case VMEM_FREE:
   1498   1.66      para 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1499   1.66      para 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1500   1.66      para 		return vm->vm_size;
   1501   1.66      para 	default:
   1502   1.66      para 		panic("vmem_size");
   1503   1.66      para 	}
   1504    1.6      yamt }
   1505    1.6      yamt 
   1506   1.30      yamt /* ---- rehash */
   1507   1.30      yamt 
   1508   1.30      yamt #if defined(_KERNEL)
   1509   1.30      yamt static struct callout vmem_rehash_ch;
   1510   1.30      yamt static int vmem_rehash_interval;
   1511   1.30      yamt static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1512   1.30      yamt static struct work vmem_rehash_wk;
   1513   1.30      yamt 
   1514   1.30      yamt static void
   1515   1.30      yamt vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1516   1.30      yamt {
   1517   1.30      yamt 	vmem_t *vm;
   1518   1.30      yamt 
   1519   1.30      yamt 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1520   1.30      yamt 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1521   1.30      yamt 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1522   1.30      yamt 		size_t desired;
   1523   1.30      yamt 		size_t current;
   1524   1.30      yamt 
   1525  1.101        ad 		desired = atomic_load_relaxed(&vm->vm_maxbusytag);
   1526  1.101        ad 		current = atomic_load_relaxed(&vm->vm_hashsize);
   1527   1.30      yamt 
   1528   1.30      yamt 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1529   1.30      yamt 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1530   1.30      yamt 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1531   1.30      yamt 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1532   1.30      yamt 		}
   1533   1.30      yamt 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1534   1.30      yamt 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1535   1.30      yamt 		}
   1536   1.30      yamt 	}
   1537   1.30      yamt 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1538   1.30      yamt 
   1539   1.30      yamt 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1540   1.30      yamt }
   1541   1.30      yamt 
   1542   1.30      yamt static void
   1543   1.30      yamt vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1544   1.30      yamt {
   1545   1.30      yamt 
   1546   1.32     rmind 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1547   1.30      yamt }
   1548   1.30      yamt 
   1549   1.30      yamt void
   1550   1.30      yamt vmem_rehash_start(void)
   1551   1.30      yamt {
   1552   1.30      yamt 	int error;
   1553   1.30      yamt 
   1554   1.30      yamt 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1555   1.41        ad 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1556   1.30      yamt 	if (error) {
   1557   1.30      yamt 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1558   1.30      yamt 	}
   1559   1.41        ad 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1560   1.30      yamt 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1561   1.30      yamt 
   1562   1.30      yamt 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1563   1.30      yamt 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1564   1.30      yamt }
   1565   1.30      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
   1566   1.30      yamt 
   1567    1.1      yamt /* ---- debug */
   1568    1.1      yamt 
   1569   1.55      yamt #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1570   1.55      yamt 
   1571   1.82  christos static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1572   1.82  christos     __printflike(1, 2));
   1573   1.55      yamt 
   1574   1.55      yamt static const char *
   1575   1.55      yamt bt_type_string(int type)
   1576   1.55      yamt {
   1577   1.55      yamt 	static const char * const table[] = {
   1578   1.55      yamt 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1579   1.55      yamt 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1580   1.55      yamt 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1581   1.55      yamt 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1582   1.55      yamt 	};
   1583   1.55      yamt 
   1584   1.55      yamt 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1585   1.55      yamt 		return "BOGUS";
   1586   1.55      yamt 	}
   1587   1.55      yamt 	return table[type];
   1588   1.55      yamt }
   1589   1.55      yamt 
   1590   1.55      yamt static void
   1591   1.55      yamt bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1592   1.55      yamt {
   1593   1.55      yamt 
   1594   1.55      yamt 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1595   1.55      yamt 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1596   1.55      yamt 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1597   1.55      yamt }
   1598   1.55      yamt 
   1599   1.55      yamt static void
   1600   1.82  christos vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1601   1.55      yamt {
   1602   1.55      yamt 	const bt_t *bt;
   1603   1.55      yamt 	int i;
   1604   1.55      yamt 
   1605   1.55      yamt 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1606   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1607   1.55      yamt 		bt_dump(bt, pr);
   1608   1.55      yamt 	}
   1609   1.55      yamt 
   1610   1.55      yamt 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1611   1.55      yamt 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1612   1.55      yamt 
   1613   1.55      yamt 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1614   1.55      yamt 			continue;
   1615   1.55      yamt 		}
   1616   1.55      yamt 
   1617   1.55      yamt 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1618   1.55      yamt 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1619   1.55      yamt 			bt_dump(bt, pr);
   1620   1.55      yamt 		}
   1621   1.55      yamt 	}
   1622   1.55      yamt }
   1623   1.55      yamt 
   1624   1.55      yamt #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1625   1.55      yamt 
   1626   1.37      yamt #if defined(DDB)
   1627   1.37      yamt static bt_t *
   1628   1.37      yamt vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1629   1.37      yamt {
   1630   1.39      yamt 	bt_t *bt;
   1631   1.37      yamt 
   1632   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1633   1.39      yamt 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1634   1.39      yamt 			continue;
   1635   1.39      yamt 		}
   1636   1.60    dyoung 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1637   1.39      yamt 			return bt;
   1638   1.37      yamt 		}
   1639   1.37      yamt 	}
   1640   1.37      yamt 
   1641   1.37      yamt 	return NULL;
   1642   1.37      yamt }
   1643   1.37      yamt 
   1644   1.37      yamt void
   1645   1.37      yamt vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1646   1.37      yamt {
   1647   1.37      yamt 	vmem_t *vm;
   1648   1.37      yamt 
   1649   1.37      yamt 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1650   1.37      yamt 		bt_t *bt;
   1651   1.37      yamt 
   1652   1.37      yamt 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1653   1.37      yamt 		if (bt == NULL) {
   1654   1.37      yamt 			continue;
   1655   1.37      yamt 		}
   1656   1.39      yamt 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1657   1.37      yamt 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1658   1.39      yamt 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1659   1.39      yamt 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1660   1.37      yamt 	}
   1661   1.37      yamt }
   1662   1.43    cegger 
   1663   1.55      yamt void
   1664   1.55      yamt vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1665   1.43    cegger {
   1666   1.55      yamt 	const vmem_t *vm;
   1667   1.43    cegger 
   1668   1.47    cegger 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1669   1.55      yamt 		vmem_dump(vm, pr);
   1670   1.43    cegger 	}
   1671   1.43    cegger }
   1672   1.43    cegger 
   1673   1.43    cegger void
   1674   1.43    cegger vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1675   1.43    cegger {
   1676   1.55      yamt 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1677   1.43    cegger 
   1678   1.55      yamt 	vmem_dump(vm, pr);
   1679   1.43    cegger }
   1680   1.37      yamt #endif /* defined(DDB) */
   1681   1.37      yamt 
   1682   1.60    dyoung #if defined(_KERNEL)
   1683   1.60    dyoung #define vmem_printf printf
   1684   1.60    dyoung #else
   1685    1.1      yamt #include <stdio.h>
   1686   1.60    dyoung #include <stdarg.h>
   1687   1.60    dyoung 
   1688   1.60    dyoung static void
   1689   1.60    dyoung vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1690   1.60    dyoung {
   1691   1.60    dyoung 	va_list ap;
   1692   1.60    dyoung 	va_start(ap, fmt);
   1693   1.60    dyoung 	vprintf(fmt, ap);
   1694   1.60    dyoung 	va_end(ap);
   1695   1.60    dyoung }
   1696   1.60    dyoung #endif
   1697    1.1      yamt 
   1698   1.55      yamt #if defined(VMEM_SANITY)
   1699    1.1      yamt 
   1700   1.55      yamt static bool
   1701   1.55      yamt vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1702    1.1      yamt {
   1703   1.55      yamt 	const bt_t *bt, *bt2;
   1704    1.1      yamt 
   1705   1.55      yamt 	KASSERT(vm != NULL);
   1706    1.1      yamt 
   1707   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1708   1.60    dyoung 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1709   1.55      yamt 			printf("corrupted tag\n");
   1710   1.60    dyoung 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1711   1.55      yamt 			return false;
   1712   1.55      yamt 		}
   1713   1.55      yamt 	}
   1714   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1715   1.87  christos 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1716   1.55      yamt 			if (bt == bt2) {
   1717   1.55      yamt 				continue;
   1718   1.55      yamt 			}
   1719   1.55      yamt 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1720   1.55      yamt 				continue;
   1721   1.55      yamt 			}
   1722   1.60    dyoung 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1723   1.60    dyoung 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1724   1.55      yamt 				printf("overwrapped tags\n");
   1725   1.60    dyoung 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1726   1.60    dyoung 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1727   1.55      yamt 				return false;
   1728   1.55      yamt 			}
   1729   1.55      yamt 		}
   1730    1.1      yamt 	}
   1731    1.1      yamt 
   1732   1.55      yamt 	return true;
   1733   1.55      yamt }
   1734    1.1      yamt 
   1735   1.55      yamt static void
   1736   1.55      yamt vmem_check(vmem_t *vm)
   1737   1.55      yamt {
   1738    1.1      yamt 
   1739   1.55      yamt 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1740   1.55      yamt 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1741    1.1      yamt 	}
   1742    1.1      yamt }
   1743    1.1      yamt 
   1744   1.55      yamt #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1745    1.1      yamt 
   1746   1.55      yamt #if defined(UNITTEST)
   1747    1.1      yamt int
   1748   1.57    cegger main(void)
   1749    1.1      yamt {
   1750   1.61    dyoung 	int rc;
   1751    1.1      yamt 	vmem_t *vm;
   1752    1.1      yamt 	vmem_addr_t p;
   1753    1.1      yamt 	struct reg {
   1754    1.1      yamt 		vmem_addr_t p;
   1755    1.1      yamt 		vmem_size_t sz;
   1756   1.25   thorpej 		bool x;
   1757    1.1      yamt 	} *reg = NULL;
   1758    1.1      yamt 	int nreg = 0;
   1759    1.1      yamt 	int nalloc = 0;
   1760    1.1      yamt 	int nfree = 0;
   1761    1.1      yamt 	vmem_size_t total = 0;
   1762    1.1      yamt #if 1
   1763    1.1      yamt 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1764    1.1      yamt #else
   1765    1.1      yamt 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1766    1.1      yamt #endif
   1767    1.1      yamt 
   1768   1.61    dyoung 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1769   1.61    dyoung #ifdef _KERNEL
   1770   1.61    dyoung 	    IPL_NONE
   1771   1.61    dyoung #else
   1772   1.61    dyoung 	    0
   1773   1.61    dyoung #endif
   1774   1.61    dyoung 	    );
   1775    1.1      yamt 	if (vm == NULL) {
   1776    1.1      yamt 		printf("vmem_create\n");
   1777    1.1      yamt 		exit(EXIT_FAILURE);
   1778    1.1      yamt 	}
   1779   1.60    dyoung 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1780    1.1      yamt 
   1781   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1782   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1783   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1784   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1785   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1786   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1787   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1788   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1789   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1790   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1791   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1792   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1793   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1794   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1795   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1796   1.61    dyoung 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1797   1.61    dyoung 	assert(rc != 0);
   1798   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1799   1.61    dyoung 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1800   1.61    dyoung 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1801   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1802   1.61    dyoung 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1803   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1804   1.61    dyoung 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1805   1.61    dyoung 	assert(rc != 0);
   1806   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1807   1.61    dyoung 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1808   1.61    dyoung 	assert(rc != 0);
   1809   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1810   1.61    dyoung 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1811   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1812   1.60    dyoung 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1813    1.1      yamt 	for (;;) {
   1814    1.1      yamt 		struct reg *r;
   1815   1.10      yamt 		int t = rand() % 100;
   1816    1.1      yamt 
   1817   1.10      yamt 		if (t > 45) {
   1818   1.10      yamt 			/* alloc */
   1819    1.1      yamt 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1820   1.25   thorpej 			bool x;
   1821   1.10      yamt 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1822   1.10      yamt 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1823   1.10      yamt 
   1824   1.10      yamt 			if (t > 70) {
   1825   1.26   thorpej 				x = true;
   1826   1.10      yamt 				/* XXX */
   1827   1.10      yamt 				align = 1 << (rand() % 15);
   1828   1.10      yamt 				phase = rand() % 65536;
   1829   1.10      yamt 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1830   1.10      yamt 				if (align <= phase) {
   1831   1.10      yamt 					phase = 0;
   1832   1.10      yamt 				}
   1833   1.19      yamt 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1834   1.19      yamt 				    nocross)) {
   1835   1.10      yamt 					nocross = 0;
   1836   1.10      yamt 				}
   1837   1.60    dyoung 				do {
   1838   1.60    dyoung 					minaddr = rand() % 50000;
   1839   1.60    dyoung 					maxaddr = rand() % 70000;
   1840   1.60    dyoung 				} while (minaddr > maxaddr);
   1841   1.10      yamt 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1842   1.10      yamt 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1843   1.10      yamt 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1844   1.10      yamt 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1845   1.10      yamt 				    (uint64_t)sz,
   1846   1.10      yamt 				    (uint64_t)align,
   1847   1.10      yamt 				    (uint64_t)phase,
   1848   1.10      yamt 				    (uint64_t)nocross,
   1849   1.10      yamt 				    (uint64_t)minaddr,
   1850   1.10      yamt 				    (uint64_t)maxaddr);
   1851   1.61    dyoung 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1852   1.61    dyoung 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1853   1.10      yamt 			} else {
   1854   1.26   thorpej 				x = false;
   1855   1.10      yamt 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1856   1.61    dyoung 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1857   1.10      yamt 			}
   1858    1.1      yamt 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1859   1.60    dyoung 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1860   1.61    dyoung 			if (rc != 0) {
   1861   1.10      yamt 				if (x) {
   1862   1.10      yamt 					continue;
   1863   1.10      yamt 				}
   1864    1.1      yamt 				break;
   1865    1.1      yamt 			}
   1866    1.1      yamt 			nreg++;
   1867    1.1      yamt 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1868    1.1      yamt 			r = &reg[nreg - 1];
   1869    1.1      yamt 			r->p = p;
   1870    1.1      yamt 			r->sz = sz;
   1871   1.10      yamt 			r->x = x;
   1872    1.1      yamt 			total += sz;
   1873    1.1      yamt 			nalloc++;
   1874    1.1      yamt 		} else if (nreg != 0) {
   1875   1.10      yamt 			/* free */
   1876    1.1      yamt 			r = &reg[rand() % nreg];
   1877    1.1      yamt 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1878    1.1      yamt 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1879   1.10      yamt 			if (r->x) {
   1880   1.10      yamt 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1881   1.10      yamt 			} else {
   1882   1.10      yamt 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1883   1.10      yamt 			}
   1884    1.1      yamt 			total -= r->sz;
   1885   1.60    dyoung 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1886    1.1      yamt 			*r = reg[nreg - 1];
   1887    1.1      yamt 			nreg--;
   1888    1.1      yamt 			nfree++;
   1889    1.1      yamt 		}
   1890    1.1      yamt 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1891    1.1      yamt 	}
   1892    1.1      yamt 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1893    1.1      yamt 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1894    1.1      yamt 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1895    1.1      yamt }
   1896   1.55      yamt #endif /* defined(UNITTEST) */
   1897