Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.115
      1  1.115   thorpej /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.115 2023/12/03 19:34:08 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  1.115   thorpej __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.115 2023/12/03 19:34:08 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  1.115   thorpej 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE &&
    256  1.115   thorpej 	    (vm->vm_flags & VM_PRIVTAGS) == 0) {
    257   1.66      para 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    258   1.66      para 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    259  1.114   thorpej 		bt->bt_flags = 0;
    260   1.66      para 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    261   1.66      para 		vm->vm_nfreetags++;
    262   1.66      para 		vmem_btag_freelist_count--;
    263   1.88      para 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    264   1.66      para 	}
    265   1.66      para 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    266   1.66      para 
    267   1.88      para 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    268   1.88      para 		VMEM_UNLOCK(vm);
    269  1.112   thorpej 		KASSERT(vmem_btag_pool_initialized);
    270   1.88      para 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    271   1.91      para 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    272   1.88      para 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    273   1.88      para 		VMEM_LOCK(vm);
    274   1.91      para 		if (bt == NULL)
    275   1.88      para 			break;
    276  1.114   thorpej 		bt->bt_flags = 0;
    277   1.88      para 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    278   1.88      para 		vm->vm_nfreetags++;
    279   1.88      para 	}
    280   1.88      para 
    281   1.92      para 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    282   1.66      para 		return ENOMEM;
    283   1.66      para 	}
    284   1.88      para 
    285   1.88      para 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    286  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
    287   1.94       chs 		(void)bt_refill(kmem_arena);
    288   1.94       chs 		(void)bt_refill(kmem_va_meta_arena);
    289   1.94       chs 		(void)bt_refill(kmem_meta_arena);
    290  1.101        ad 		VMEM_LOCK(vm);
    291   1.88      para 	}
    292   1.66      para 
    293   1.66      para 	return 0;
    294   1.66      para }
    295    1.1      yamt 
    296  1.101        ad static int
    297  1.101        ad bt_refill(vmem_t *vm)
    298  1.101        ad {
    299  1.101        ad 	int rv;
    300  1.101        ad 
    301  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    302  1.101        ad 	rv = bt_refill_locked(vm);
    303  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
    304  1.101        ad 	return rv;
    305  1.101        ad }
    306  1.101        ad 
    307   1.88      para static bt_t *
    308   1.17      yamt bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    309    1.1      yamt {
    310   1.66      para 	bt_t *bt;
    311  1.101        ad 
    312  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    313  1.101        ad 
    314   1.88      para 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    315  1.101        ad 		if (bt_refill_locked(vm)) {
    316   1.94       chs 			if ((flags & VM_NOSLEEP) != 0) {
    317   1.94       chs 				return NULL;
    318   1.94       chs 			}
    319   1.94       chs 
    320   1.94       chs 			/*
    321   1.94       chs 			 * It would be nice to wait for something specific here
    322   1.94       chs 			 * but there are multiple ways that a retry could
    323   1.94       chs 			 * succeed and we can't wait for multiple things
    324   1.94       chs 			 * simultaneously.  So we'll just sleep for an arbitrary
    325   1.94       chs 			 * short period of time and retry regardless.
    326   1.94       chs 			 * This should be a very rare case.
    327   1.94       chs 			 */
    328   1.94       chs 
    329   1.94       chs 			vmem_kick_pdaemon();
    330  1.101        ad 			kpause("btalloc", false, 1, &vm->vm_lock);
    331   1.66      para 		}
    332   1.66      para 	}
    333   1.66      para 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    334   1.66      para 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    335   1.66      para 	vm->vm_nfreetags--;
    336   1.66      para 
    337   1.66      para 	return bt;
    338    1.1      yamt }
    339    1.1      yamt 
    340   1.88      para static void
    341   1.17      yamt bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    342    1.1      yamt {
    343   1.66      para 
    344  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    345  1.101        ad 
    346   1.66      para 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    347   1.66      para 	vm->vm_nfreetags++;
    348   1.88      para }
    349   1.88      para 
    350   1.88      para static void
    351   1.88      para bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    352   1.88      para {
    353  1.113   thorpej 	bt_t *bt, *next_bt;
    354   1.88      para 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    355   1.88      para 
    356  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    357  1.101        ad 
    358   1.88      para 	LIST_INIT(&tofree);
    359   1.88      para 
    360  1.113   thorpej 	LIST_FOREACH_SAFE(bt, &vm->vm_freetags, bt_freelist, next_bt) {
    361  1.113   thorpej 		if (vm->vm_nfreetags <= freelimit) {
    362  1.113   thorpej 			break;
    363  1.113   thorpej 		}
    364  1.115   thorpej 		if (bt->bt_flags & BT_F_PRIVATE) {
    365  1.115   thorpej 			continue;
    366  1.115   thorpej 		}
    367   1.66      para 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    368   1.66      para 		vm->vm_nfreetags--;
    369   1.88      para 		if (bt >= static_bts
    370   1.90   mlelstv 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    371   1.88      para 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    372   1.88      para 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    373   1.88      para 			vmem_btag_freelist_count++;
    374   1.88      para 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    375   1.88      para 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    376   1.88      para 		} else {
    377   1.88      para 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    378   1.88      para 		}
    379   1.66      para 	}
    380   1.88      para 
    381   1.66      para 	VMEM_UNLOCK(vm);
    382   1.88      para 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    383  1.113   thorpej 		bt = LIST_FIRST(&tofree);
    384  1.113   thorpej 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    385  1.113   thorpej 		pool_put(&vmem_btag_pool, bt);
    386   1.88      para 	}
    387    1.1      yamt }
    388  1.115   thorpej 
    389  1.115   thorpej /*
    390  1.115   thorpej  * Add private boundary tags (statically-allocated by the caller)
    391  1.115   thorpej  * to a vmem arena's free tag list.
    392  1.115   thorpej  */
    393  1.115   thorpej void
    394  1.115   thorpej vmem_add_bts(vmem_t *vm, struct vmem_btag *bts, unsigned int nbts)
    395  1.115   thorpej {
    396  1.115   thorpej 	VMEM_LOCK(vm);
    397  1.115   thorpej 	while (nbts != 0) {
    398  1.115   thorpej 		bts->bt_flags = BT_F_PRIVATE;
    399  1.115   thorpej 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bts, bt_freelist);
    400  1.115   thorpej 		vm->vm_nfreetags++;
    401  1.115   thorpej 		bts++;
    402  1.115   thorpej 		nbts--;
    403  1.115   thorpej 	}
    404  1.115   thorpej 	VMEM_UNLOCK(vm);
    405  1.115   thorpej }
    406   1.67     rmind #endif	/* defined(_KERNEL) */
    407   1.62     rmind 
    408    1.1      yamt /*
    409   1.67     rmind  * freelist[0] ... [1, 1]
    410    1.1      yamt  * freelist[1] ... [2, 3]
    411    1.1      yamt  * freelist[2] ... [4, 7]
    412    1.1      yamt  * freelist[3] ... [8, 15]
    413    1.1      yamt  *  :
    414    1.1      yamt  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    415    1.1      yamt  *  :
    416    1.1      yamt  */
    417    1.1      yamt 
    418    1.1      yamt static struct vmem_freelist *
    419    1.1      yamt bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    420    1.1      yamt {
    421    1.1      yamt 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    422   1.62     rmind 	const 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 	KASSERT(idx >= 0);
    428    1.1      yamt 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    429    1.1      yamt 
    430    1.1      yamt 	return &vm->vm_freelist[idx];
    431    1.1      yamt }
    432    1.1      yamt 
    433   1.59      yamt /*
    434   1.59      yamt  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    435   1.59      yamt  * strategy.
    436   1.59      yamt  *
    437   1.59      yamt  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    438   1.59      yamt  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    439   1.59      yamt  * large enough for the requested size.
    440   1.59      yamt  */
    441   1.59      yamt 
    442    1.1      yamt static struct vmem_freelist *
    443    1.1      yamt bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    444    1.1      yamt {
    445    1.1      yamt 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    446   1.62     rmind 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    447    1.1      yamt 
    448  1.109  riastrad 	KASSERT(size != 0);
    449  1.109  riastrad 	KASSERT(qsize != 0);
    450    1.1      yamt 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    451    1.1      yamt 
    452    1.4      yamt 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    453    1.1      yamt 		idx++;
    454    1.1      yamt 		/* check too large request? */
    455    1.1      yamt 	}
    456    1.1      yamt 	KASSERT(idx >= 0);
    457    1.1      yamt 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    458    1.1      yamt 
    459    1.1      yamt 	return &vm->vm_freelist[idx];
    460    1.1      yamt }
    461    1.1      yamt 
    462    1.1      yamt /* ---- boundary tag hash */
    463    1.1      yamt 
    464    1.1      yamt static struct vmem_hashlist *
    465    1.1      yamt bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    466    1.1      yamt {
    467    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *list;
    468    1.1      yamt 	unsigned int hash;
    469    1.1      yamt 
    470    1.1      yamt 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    471  1.101        ad 	list = &vm->vm_hashlist[hash & vm->vm_hashmask];
    472    1.1      yamt 
    473    1.1      yamt 	return list;
    474    1.1      yamt }
    475    1.1      yamt 
    476    1.1      yamt static bt_t *
    477    1.1      yamt bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    478    1.1      yamt {
    479    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *list;
    480    1.1      yamt 	bt_t *bt;
    481    1.1      yamt 
    482   1.95   msaitoh 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    483    1.1      yamt 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    484    1.1      yamt 		if (bt->bt_start == addr) {
    485    1.1      yamt 			break;
    486    1.1      yamt 		}
    487    1.1      yamt 	}
    488    1.1      yamt 
    489    1.1      yamt 	return bt;
    490    1.1      yamt }
    491    1.1      yamt 
    492    1.1      yamt static void
    493    1.1      yamt bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    494    1.1      yamt {
    495    1.1      yamt 
    496    1.1      yamt 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    497   1.73      para 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    498    1.1      yamt 	vm->vm_nbusytag--;
    499    1.1      yamt 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    500    1.1      yamt }
    501    1.1      yamt 
    502    1.1      yamt static void
    503    1.1      yamt bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    504    1.1      yamt {
    505    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *list;
    506    1.1      yamt 
    507    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    508    1.1      yamt 
    509    1.1      yamt 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    510    1.1      yamt 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    511  1.101        ad 	if (++vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    512  1.101        ad 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    513  1.101        ad 	}
    514   1.73      para 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    515    1.1      yamt }
    516    1.1      yamt 
    517    1.1      yamt /* ---- boundary tag list */
    518    1.1      yamt 
    519    1.1      yamt static void
    520    1.1      yamt bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    521    1.1      yamt {
    522    1.1      yamt 
    523   1.87  christos 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    524    1.1      yamt }
    525    1.1      yamt 
    526    1.1      yamt static void
    527    1.1      yamt bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    528    1.1      yamt {
    529    1.1      yamt 
    530   1.87  christos 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    531    1.1      yamt }
    532    1.1      yamt 
    533    1.1      yamt static void
    534    1.1      yamt bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    535    1.1      yamt {
    536    1.1      yamt 
    537   1.87  christos 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    538    1.1      yamt }
    539    1.1      yamt 
    540    1.1      yamt static void
    541   1.17      yamt bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    542    1.1      yamt {
    543    1.1      yamt 
    544    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    545    1.1      yamt 
    546    1.1      yamt 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    547    1.1      yamt }
    548    1.1      yamt 
    549    1.1      yamt static void
    550    1.1      yamt bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    551    1.1      yamt {
    552    1.1      yamt 	struct vmem_freelist *list;
    553    1.1      yamt 
    554    1.1      yamt 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    555    1.1      yamt 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    556    1.1      yamt }
    557    1.1      yamt 
    558    1.1      yamt /* ---- vmem internal functions */
    559    1.1      yamt 
    560    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
    561    1.5      yamt static inline vm_flag_t
    562    1.5      yamt prf_to_vmf(int prflags)
    563    1.5      yamt {
    564    1.5      yamt 	vm_flag_t vmflags;
    565    1.5      yamt 
    566    1.5      yamt 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    567    1.5      yamt 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    568    1.5      yamt 		vmflags = VM_SLEEP;
    569    1.5      yamt 	} else {
    570    1.5      yamt 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    571    1.5      yamt 	}
    572    1.5      yamt 	return vmflags;
    573    1.5      yamt }
    574    1.5      yamt 
    575    1.5      yamt static inline int
    576    1.5      yamt vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    577    1.5      yamt {
    578    1.5      yamt 	int prflags;
    579    1.5      yamt 
    580    1.7      yamt 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    581    1.5      yamt 		prflags = PR_WAITOK;
    582    1.7      yamt 	} else {
    583    1.5      yamt 		prflags = PR_NOWAIT;
    584    1.5      yamt 	}
    585    1.5      yamt 	return prflags;
    586    1.5      yamt }
    587    1.5      yamt 
    588    1.5      yamt static size_t
    589    1.5      yamt qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    590    1.5      yamt {
    591    1.5      yamt 	int i;
    592    1.5      yamt 
    593    1.5      yamt 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    594    1.5      yamt 		/* nothing */
    595    1.5      yamt 	}
    596    1.5      yamt 	return ORDER2SIZE(i);
    597    1.5      yamt }
    598    1.5      yamt 
    599    1.5      yamt static void *
    600    1.5      yamt qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    601    1.5      yamt {
    602    1.5      yamt 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    603    1.5      yamt 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    604   1.61    dyoung 	vmem_addr_t addr;
    605    1.5      yamt 
    606   1.61    dyoung 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    607   1.61    dyoung 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    608   1.61    dyoung 		return NULL;
    609   1.61    dyoung 	return (void *)addr;
    610    1.5      yamt }
    611    1.5      yamt 
    612    1.5      yamt static void
    613    1.5      yamt qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    614    1.5      yamt {
    615    1.5      yamt 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    616    1.5      yamt 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    617    1.5      yamt 
    618    1.5      yamt 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    619    1.5      yamt }
    620    1.5      yamt 
    621    1.5      yamt static void
    622   1.31        ad qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    623    1.5      yamt {
    624   1.22      yamt 	qcache_t *prevqc;
    625    1.5      yamt 	struct pool_allocator *pa;
    626    1.5      yamt 	int qcache_idx_max;
    627    1.5      yamt 	int i;
    628    1.5      yamt 
    629    1.5      yamt 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    630    1.5      yamt 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    631    1.5      yamt 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    632    1.5      yamt 	}
    633    1.5      yamt 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    634    1.5      yamt 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    635    1.5      yamt 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    636    1.5      yamt 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    637    1.5      yamt 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    638    1.5      yamt 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    639    1.5      yamt 
    640    1.5      yamt 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    641   1.22      yamt 	prevqc = NULL;
    642   1.22      yamt 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    643   1.22      yamt 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    644    1.5      yamt 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    645   1.66      para 		pool_cache_t pc;
    646    1.5      yamt 
    647    1.5      yamt 		qc->qc_vmem = vm;
    648    1.8    martin 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    649    1.5      yamt 		    vm->vm_name, size);
    650   1.66      para 
    651   1.80      para 		pc = pool_cache_init(size,
    652   1.80      para 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    653   1.80      para 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    654   1.80      para 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    655   1.80      para 
    656   1.80      para 		KASSERT(pc);
    657   1.80      para 
    658   1.66      para 		qc->qc_cache = pc;
    659   1.35        ad 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    660   1.22      yamt 		if (prevqc != NULL &&
    661   1.35        ad 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    662   1.35        ad 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    663   1.80      para 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    664   1.22      yamt 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    665   1.27        ad 			continue;
    666   1.22      yamt 		}
    667   1.35        ad 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    668   1.22      yamt 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    669   1.22      yamt 		prevqc = qc;
    670    1.5      yamt 	}
    671    1.5      yamt }
    672    1.6      yamt 
    673   1.23      yamt static void
    674   1.23      yamt qc_destroy(vmem_t *vm)
    675   1.23      yamt {
    676   1.23      yamt 	const qcache_t *prevqc;
    677   1.23      yamt 	int i;
    678   1.23      yamt 	int qcache_idx_max;
    679   1.23      yamt 
    680   1.23      yamt 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    681   1.23      yamt 	prevqc = NULL;
    682   1.24      yamt 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    683   1.24      yamt 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    684   1.23      yamt 
    685   1.23      yamt 		if (prevqc == qc) {
    686   1.23      yamt 			continue;
    687   1.23      yamt 		}
    688   1.80      para 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    689   1.23      yamt 		prevqc = qc;
    690   1.23      yamt 	}
    691   1.23      yamt }
    692   1.66      para #endif
    693   1.23      yamt 
    694   1.66      para #if defined(_KERNEL)
    695   1.80      para static void
    696   1.66      para vmem_bootstrap(void)
    697    1.6      yamt {
    698    1.6      yamt 
    699  1.103        ad 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    700   1.66      para 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    701   1.88      para 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    702    1.6      yamt 
    703   1.66      para 	while (static_bt_count-- > 0) {
    704   1.66      para 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    705   1.66      para 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    706   1.88      para 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    707   1.66      para 		vmem_btag_freelist_count++;
    708    1.6      yamt 	}
    709   1.80      para 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    710    1.6      yamt }
    711    1.5      yamt 
    712   1.66      para void
    713   1.80      para vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    714    1.1      yamt {
    715    1.1      yamt 
    716   1.80      para 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    717   1.80      para 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    718   1.66      para 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    719   1.66      para 	    IPL_VM);
    720   1.66      para 
    721   1.80      para 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    722   1.80      para 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    723   1.66      para 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    724   1.66      para 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    725   1.88      para 
    726  1.101        ad 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), coherency_unit, 0,
    727  1.101        ad 	    PR_PHINPAGE, "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    728  1.112   thorpej 	vmem_btag_pool_initialized = true;
    729    1.1      yamt }
    730    1.1      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
    731    1.1      yamt 
    732   1.61    dyoung static int
    733    1.1      yamt vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    734    1.1      yamt     int spanbttype)
    735    1.1      yamt {
    736    1.1      yamt 	bt_t *btspan;
    737    1.1      yamt 	bt_t *btfree;
    738    1.1      yamt 
    739  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    740    1.1      yamt 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    741    1.1      yamt 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    742   1.58      yamt 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    743   1.58      yamt 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    744    1.1      yamt 
    745    1.1      yamt 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    746    1.1      yamt 	if (btspan == NULL) {
    747   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
    748    1.1      yamt 	}
    749    1.1      yamt 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    750    1.1      yamt 	if (btfree == NULL) {
    751    1.1      yamt 		bt_free(vm, btspan);
    752   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
    753    1.1      yamt 	}
    754    1.1      yamt 
    755    1.1      yamt 	btspan->bt_type = spanbttype;
    756    1.1      yamt 	btspan->bt_start = addr;
    757    1.1      yamt 	btspan->bt_size = size;
    758    1.1      yamt 
    759    1.1      yamt 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    760    1.1      yamt 	btfree->bt_start = addr;
    761    1.1      yamt 	btfree->bt_size = size;
    762    1.1      yamt 
    763    1.1      yamt 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    764    1.1      yamt 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    765    1.1      yamt 	bt_insfree(vm, btfree);
    766   1.66      para 	vm->vm_size += size;
    767    1.1      yamt 
    768   1.61    dyoung 	return 0;
    769    1.1      yamt }
    770    1.1      yamt 
    771   1.30      yamt static void
    772   1.30      yamt vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    773   1.30      yamt {
    774   1.30      yamt 
    775   1.30      yamt #if defined(QCACHE)
    776   1.30      yamt 	qc_destroy(vm);
    777   1.30      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
    778  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    779   1.30      yamt 
    780  1.101        ad 	for (int i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    781  1.101        ad 		bt_t *bt;
    782   1.30      yamt 
    783  1.101        ad 		while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    784  1.101        ad 			KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    785  1.101        ad 			LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    786  1.101        ad 			bt_free(vm, bt);
    787   1.66      para 		}
    788   1.66      para 	}
    789   1.66      para 
    790  1.101        ad 	/* bt_freetrim() drops the lock. */
    791   1.88      para 	bt_freetrim(vm, 0);
    792  1.101        ad 	if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    793  1.101        ad 		xfree(vm->vm_hashlist,
    794  1.101        ad 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * vm->vm_hashsize);
    795  1.101        ad 	}
    796   1.66      para 
    797   1.80      para 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    798   1.31        ad 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    799   1.66      para 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    800   1.30      yamt }
    801   1.30      yamt 
    802    1.1      yamt static int
    803    1.1      yamt vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    804    1.1      yamt {
    805    1.1      yamt 	vmem_addr_t addr;
    806   1.61    dyoung 	int rc;
    807    1.1      yamt 
    808  1.101        ad 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    809  1.101        ad 
    810   1.61    dyoung 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    811    1.1      yamt 		return EINVAL;
    812    1.1      yamt 	}
    813    1.1      yamt 
    814   1.66      para 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    815   1.80      para 		size *= 16;
    816   1.66      para 	}
    817   1.66      para 
    818  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
    819   1.66      para 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    820   1.99  christos 		rc = __FPTRCAST(vmem_ximport_t *, vm->vm_importfn)(vm->vm_arg,
    821   1.98  christos 		    size, &size, flags, &addr);
    822   1.66      para 	} else {
    823   1.66      para 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    824   1.69     rmind 	}
    825  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    826  1.101        ad 
    827   1.69     rmind 	if (rc) {
    828   1.69     rmind 		return ENOMEM;
    829    1.1      yamt 	}
    830    1.1      yamt 
    831   1.61    dyoung 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    832  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
    833   1.61    dyoung 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    834  1.101        ad 		VMEM_LOCK(vm);
    835    1.1      yamt 		return ENOMEM;
    836    1.1      yamt 	}
    837    1.1      yamt 
    838    1.1      yamt 	return 0;
    839    1.1      yamt }
    840    1.1      yamt 
    841  1.110   thorpej #if defined(_KERNEL)
    842    1.1      yamt static int
    843    1.1      yamt vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    844    1.1      yamt {
    845    1.1      yamt 	bt_t *bt;
    846    1.1      yamt 	int i;
    847    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    848    1.1      yamt 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    849    1.1      yamt 	size_t oldhashsize;
    850    1.1      yamt 
    851    1.1      yamt 	KASSERT(newhashsize > 0);
    852    1.1      yamt 
    853  1.101        ad 	/* Round hash size up to a power of 2. */
    854  1.101        ad 	newhashsize = 1 << (ilog2(newhashsize) + 1);
    855  1.101        ad 
    856    1.1      yamt 	newhashlist =
    857  1.101        ad 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist) * newhashsize, flags);
    858    1.1      yamt 	if (newhashlist == NULL) {
    859    1.1      yamt 		return ENOMEM;
    860    1.1      yamt 	}
    861    1.1      yamt 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    862    1.1      yamt 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    863    1.1      yamt 	}
    864    1.1      yamt 
    865  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
    866  1.101        ad 	/* Decay back to a small hash slowly. */
    867  1.101        ad 	if (vm->vm_maxbusytag >= 2) {
    868  1.101        ad 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_maxbusytag / 2 - 1;
    869  1.101        ad 		if (vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    870  1.101        ad 			vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    871  1.101        ad 		}
    872  1.101        ad 	} else {
    873  1.101        ad 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    874   1.30      yamt 	}
    875    1.1      yamt 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    876    1.1      yamt 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    877    1.1      yamt 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    878    1.1      yamt 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    879  1.101        ad 	vm->vm_hashmask = newhashsize - 1;
    880    1.1      yamt 	if (oldhashlist == NULL) {
    881    1.1      yamt 		VMEM_UNLOCK(vm);
    882    1.1      yamt 		return 0;
    883    1.1      yamt 	}
    884    1.1      yamt 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    885    1.1      yamt 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    886    1.1      yamt 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    887    1.1      yamt 			bt_insbusy(vm, bt);
    888    1.1      yamt 		}
    889    1.1      yamt 	}
    890    1.1      yamt 	VMEM_UNLOCK(vm);
    891    1.1      yamt 
    892   1.66      para 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    893   1.66      para 		xfree(oldhashlist,
    894  1.101        ad 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * oldhashsize);
    895   1.66      para 	}
    896    1.1      yamt 
    897    1.1      yamt 	return 0;
    898    1.1      yamt }
    899  1.110   thorpej #endif /* _KERNEL */
    900    1.1      yamt 
    901   1.10      yamt /*
    902   1.10      yamt  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    903   1.59      yamt  *
    904   1.59      yamt  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    905   1.59      yamt  * before calling us.
    906   1.10      yamt  */
    907   1.10      yamt 
    908   1.61    dyoung static int
    909   1.76     joerg vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    910   1.60    dyoung     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    911   1.61    dyoung     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    912   1.10      yamt {
    913   1.10      yamt 	vmem_addr_t start;
    914   1.10      yamt 	vmem_addr_t end;
    915   1.10      yamt 
    916   1.60    dyoung 	KASSERT(size > 0);
    917   1.59      yamt 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    918   1.10      yamt 
    919   1.10      yamt 	/*
    920   1.10      yamt 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    921   1.10      yamt 	 * unsigned integer of the same size.
    922   1.10      yamt 	 */
    923   1.10      yamt 
    924   1.10      yamt 	start = bt->bt_start;
    925   1.10      yamt 	if (start < minaddr) {
    926   1.10      yamt 		start = minaddr;
    927   1.10      yamt 	}
    928   1.10      yamt 	end = BT_END(bt);
    929   1.60    dyoung 	if (end > maxaddr) {
    930   1.60    dyoung 		end = maxaddr;
    931   1.10      yamt 	}
    932   1.60    dyoung 	if (start > end) {
    933   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
    934   1.10      yamt 	}
    935   1.19      yamt 
    936   1.19      yamt 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    937   1.10      yamt 	if (start < bt->bt_start) {
    938   1.10      yamt 		start += align;
    939   1.10      yamt 	}
    940   1.19      yamt 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    941   1.10      yamt 		KASSERT(align < nocross);
    942   1.19      yamt 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    943   1.10      yamt 	}
    944   1.60    dyoung 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    945   1.10      yamt 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    946   1.19      yamt 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    947   1.10      yamt 		KASSERT(minaddr <= start);
    948   1.60    dyoung 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    949   1.10      yamt 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    950   1.60    dyoung 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    951   1.61    dyoung 		*addrp = start;
    952   1.61    dyoung 		return 0;
    953   1.10      yamt 	}
    954   1.61    dyoung 	return ENOMEM;
    955   1.10      yamt }
    956   1.10      yamt 
    957   1.80      para /* ---- vmem API */
    958    1.1      yamt 
    959    1.1      yamt /*
    960  1.102        ad  * vmem_init: creates a vmem arena.
    961    1.1      yamt  */
    962    1.1      yamt 
    963   1.80      para vmem_t *
    964   1.80      para vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    965   1.80      para     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    966   1.80      para     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    967   1.80      para     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    968    1.1      yamt {
    969    1.1      yamt 	int i;
    970    1.1      yamt 
    971    1.1      yamt 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    972    1.1      yamt 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    973   1.62     rmind 	KASSERT(quantum > 0);
    974    1.1      yamt 
    975    1.1      yamt #if defined(_KERNEL)
    976   1.80      para 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    977   1.80      para 	if (!vmem_bootstrapped) {
    978   1.80      para 		vmem_bootstrap();
    979   1.80      para 	}
    980   1.66      para #endif /* defined(_KERNEL) */
    981   1.80      para 
    982   1.80      para 	if (vm == NULL) {
    983   1.66      para 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    984    1.1      yamt 	}
    985    1.1      yamt 	if (vm == NULL) {
    986    1.1      yamt 		return NULL;
    987    1.1      yamt 	}
    988    1.1      yamt 
    989   1.66      para 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    990   1.31        ad 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    991   1.66      para 	vm->vm_flags = flags;
    992   1.66      para 	vm->vm_nfreetags = 0;
    993   1.66      para 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    994   1.64      yamt 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    995    1.1      yamt 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    996   1.62     rmind 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    997    1.4      yamt 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    998   1.61    dyoung 	vm->vm_importfn = importfn;
    999   1.61    dyoung 	vm->vm_releasefn = releasefn;
   1000   1.61    dyoung 	vm->vm_arg = arg;
   1001    1.1      yamt 	vm->vm_nbusytag = 0;
   1002  1.101        ad 	vm->vm_maxbusytag = 0;
   1003   1.66      para 	vm->vm_size = 0;
   1004   1.66      para 	vm->vm_inuse = 0;
   1005    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
   1006   1.31        ad 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
   1007    1.5      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
   1008    1.1      yamt 
   1009   1.87  christos 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
   1010    1.1      yamt 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1011    1.1      yamt 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
   1012    1.1      yamt 	}
   1013  1.101        ad 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(vm->vm_hash0));
   1014   1.80      para 	vm->vm_hashsize = 1;
   1015  1.101        ad 	vm->vm_hashmask = vm->vm_hashsize - 1;
   1016   1.80      para 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
   1017    1.1      yamt 
   1018    1.1      yamt 	if (size != 0) {
   1019   1.61    dyoung 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
   1020   1.30      yamt 			vmem_destroy1(vm);
   1021    1.1      yamt 			return NULL;
   1022    1.1      yamt 		}
   1023    1.1      yamt 	}
   1024    1.1      yamt 
   1025   1.30      yamt #if defined(_KERNEL)
   1026   1.66      para 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1027   1.94       chs 		bt_refill(vm);
   1028   1.66      para 	}
   1029   1.66      para 
   1030   1.30      yamt 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1031   1.30      yamt 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1032   1.30      yamt 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1033   1.30      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
   1034   1.30      yamt 
   1035    1.1      yamt 	return vm;
   1036    1.1      yamt }
   1037    1.1      yamt 
   1038   1.66      para 
   1039   1.66      para 
   1040   1.66      para /*
   1041   1.66      para  * vmem_create: create an arena.
   1042   1.66      para  *
   1043   1.66      para  * => must not be called from interrupt context.
   1044   1.66      para  */
   1045   1.66      para 
   1046   1.66      para vmem_t *
   1047   1.66      para vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1048   1.66      para     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1049   1.67     rmind     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1050   1.66      para {
   1051   1.66      para 
   1052   1.66      para 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1053   1.66      para 
   1054   1.80      para 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1055   1.66      para 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1056   1.66      para }
   1057   1.66      para 
   1058   1.66      para /*
   1059   1.66      para  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1060   1.66      para  *
   1061   1.66      para  * => must not be called from interrupt context.
   1062   1.66      para  */
   1063   1.66      para 
   1064   1.66      para vmem_t *
   1065   1.66      para vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1066   1.66      para     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1067   1.67     rmind     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1068   1.66      para {
   1069   1.66      para 
   1070   1.66      para 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1071   1.66      para 
   1072   1.80      para 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1073   1.99  christos 	    __FPTRCAST(vmem_import_t *, importfn), releasefn, source,
   1074   1.66      para 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1075   1.66      para }
   1076   1.66      para 
   1077    1.1      yamt void
   1078    1.1      yamt vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1079    1.1      yamt {
   1080    1.1      yamt 
   1081   1.30      yamt #if defined(_KERNEL)
   1082   1.30      yamt 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1083   1.30      yamt 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1084   1.30      yamt 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1085   1.30      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
   1086    1.1      yamt 
   1087   1.30      yamt 	vmem_destroy1(vm);
   1088    1.1      yamt }
   1089    1.1      yamt 
   1090    1.1      yamt vmem_size_t
   1091    1.1      yamt vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1092    1.1      yamt {
   1093    1.1      yamt 
   1094    1.1      yamt 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1095    1.1      yamt }
   1096    1.1      yamt 
   1097    1.1      yamt /*
   1098   1.83      yamt  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1099    1.1      yamt  */
   1100    1.1      yamt 
   1101   1.61    dyoung int
   1102   1.61    dyoung vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1103    1.1      yamt {
   1104   1.86    martin 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1105   1.96       chs 	int error;
   1106    1.1      yamt 
   1107    1.1      yamt 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1108    1.1      yamt 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1109    1.1      yamt 
   1110    1.1      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1111    1.1      yamt 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1112    1.3      yamt 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1113   1.42      yamt 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1114    1.3      yamt 	}
   1115    1.1      yamt 
   1116    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
   1117    1.5      yamt 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1118   1.61    dyoung 		void *p;
   1119   1.38      yamt 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1120   1.22      yamt 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1121    1.5      yamt 
   1122   1.61    dyoung 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1123   1.61    dyoung 		if (addrp != NULL)
   1124   1.61    dyoung 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1125   1.96       chs 		error = (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1126   1.96       chs 		goto out;
   1127    1.5      yamt 	}
   1128    1.5      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
   1129    1.5      yamt 
   1130   1.96       chs 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1131   1.61    dyoung 	    flags, addrp);
   1132  1.110   thorpej #if defined(QCACHE)
   1133  1.110   thorpej  out:
   1134  1.110   thorpej #endif /* defined(QCACHE) */
   1135  1.107  riastrad 	KASSERTMSG(error || addrp == NULL ||
   1136  1.107  riastrad 	    (*addrp & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1137  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1138  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)*addrp);
   1139   1.96       chs 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1140   1.96       chs 	return error;
   1141   1.10      yamt }
   1142   1.10      yamt 
   1143   1.61    dyoung int
   1144  1.111   thorpej vmem_xalloc_addr(vmem_t *vm, const vmem_addr_t addr, const vmem_size_t size,
   1145  1.111   thorpej     vm_flag_t flags)
   1146  1.111   thorpej {
   1147  1.111   thorpej 	vmem_addr_t result;
   1148  1.111   thorpej 	int error;
   1149  1.111   thorpej 
   1150  1.111   thorpej 	KASSERT((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1151  1.111   thorpej 	KASSERT(size != 0);
   1152  1.111   thorpej 
   1153  1.111   thorpej 	flags = (flags & ~VM_INSTANTFIT) | VM_BESTFIT;
   1154  1.111   thorpej 
   1155  1.111   thorpej 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, addr, addr + size - 1,
   1156  1.111   thorpej 	    flags, &result);
   1157  1.111   thorpej 
   1158  1.111   thorpej 	KASSERT(error || result == addr);
   1159  1.111   thorpej 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1160  1.111   thorpej 	return error;
   1161  1.111   thorpej }
   1162  1.111   thorpej 
   1163  1.111   thorpej int
   1164   1.60    dyoung vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1165   1.60    dyoung     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1166   1.61    dyoung     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1167   1.61    dyoung     vmem_addr_t *addrp)
   1168   1.10      yamt {
   1169   1.10      yamt 	struct vmem_freelist *list;
   1170   1.10      yamt 	struct vmem_freelist *first;
   1171   1.10      yamt 	struct vmem_freelist *end;
   1172   1.10      yamt 	bt_t *bt;
   1173   1.10      yamt 	bt_t *btnew;
   1174   1.10      yamt 	bt_t *btnew2;
   1175   1.10      yamt 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1176   1.10      yamt 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1177   1.10      yamt 	vmem_addr_t start;
   1178   1.61    dyoung 	int rc;
   1179   1.10      yamt 
   1180   1.10      yamt 	KASSERT(size0 > 0);
   1181   1.10      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1182   1.10      yamt 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1183   1.10      yamt 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1184   1.42      yamt 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1185   1.10      yamt 	}
   1186   1.10      yamt 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1187   1.10      yamt 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1188   1.10      yamt 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1189   1.10      yamt 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1190   1.10      yamt 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1191  1.109  riastrad 	KASSERT(align == 0 || phase < align);
   1192  1.109  riastrad 	KASSERT(phase == 0 || phase < align);
   1193   1.10      yamt 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1194   1.60    dyoung 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1195   1.19      yamt 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1196   1.10      yamt 
   1197   1.10      yamt 	if (align == 0) {
   1198   1.10      yamt 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1199   1.10      yamt 	}
   1200   1.59      yamt 
   1201   1.59      yamt 	/*
   1202   1.59      yamt 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1203   1.59      yamt 	 */
   1204  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
   1205    1.1      yamt 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1206    1.1      yamt 	if (btnew == NULL) {
   1207  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1208   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
   1209    1.1      yamt 	}
   1210   1.10      yamt 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1211   1.10      yamt 	if (btnew2 == NULL) {
   1212   1.10      yamt 		bt_free(vm, btnew);
   1213  1.101        ad 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1214   1.61    dyoung 		return ENOMEM;
   1215   1.10      yamt 	}
   1216    1.1      yamt 
   1217   1.59      yamt 	/*
   1218   1.59      yamt 	 * choose a free block from which we allocate.
   1219   1.59      yamt 	 */
   1220    1.1      yamt retry_strat:
   1221    1.1      yamt 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1222    1.1      yamt 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1223    1.1      yamt retry:
   1224    1.1      yamt 	bt = NULL;
   1225   1.55      yamt 	vmem_check(vm);
   1226    1.2      yamt 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1227   1.59      yamt 		/*
   1228   1.59      yamt 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1229   1.59      yamt 		 *
   1230   1.59      yamt 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1231   1.59      yamt 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1232   1.59      yamt 		 * the given size.
   1233   1.59      yamt 		 */
   1234    1.2      yamt 		for (list = first; list < end; list++) {
   1235    1.2      yamt 			bt = LIST_FIRST(list);
   1236    1.2      yamt 			if (bt != NULL) {
   1237   1.61    dyoung 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1238   1.61    dyoung 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1239   1.61    dyoung 				if (rc == 0) {
   1240   1.10      yamt 					goto gotit;
   1241   1.10      yamt 				}
   1242   1.59      yamt 				/*
   1243   1.59      yamt 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1244   1.59      yamt 				 * here.  the list can be very long and we are
   1245   1.59      yamt 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1246   1.59      yamt 				 * lists are larger and have better chances to
   1247   1.59      yamt 				 * satisfy our restrictions.
   1248   1.59      yamt 				 */
   1249    1.2      yamt 			}
   1250    1.2      yamt 		}
   1251    1.2      yamt 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1252   1.59      yamt 		/*
   1253   1.59      yamt 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1254   1.59      yamt 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1255   1.59      yamt 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1256   1.59      yamt 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1257   1.59      yamt 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1258   1.59      yamt 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1259   1.59      yamt 		 *
   1260   1.59      yamt 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1261   1.59      yamt 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1262   1.59      yamt 		 */
   1263    1.2      yamt 		for (list = first; list < end; list++) {
   1264    1.2      yamt 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1265    1.2      yamt 				if (bt->bt_size >= size) {
   1266   1.61    dyoung 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1267   1.61    dyoung 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1268   1.61    dyoung 					if (rc == 0) {
   1269   1.10      yamt 						goto gotit;
   1270   1.10      yamt 					}
   1271    1.2      yamt 				}
   1272    1.1      yamt 			}
   1273    1.1      yamt 		}
   1274    1.1      yamt 	}
   1275    1.1      yamt #if 1
   1276    1.2      yamt 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1277    1.2      yamt 		strat = VM_BESTFIT;
   1278    1.2      yamt 		goto retry_strat;
   1279    1.2      yamt 	}
   1280    1.1      yamt #endif
   1281   1.69     rmind 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1282   1.10      yamt 
   1283   1.10      yamt 		/*
   1284   1.10      yamt 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1285   1.10      yamt 		 * satisfy restrictions?
   1286   1.10      yamt 		 */
   1287   1.10      yamt 
   1288   1.20      yamt 		goto fail;
   1289   1.10      yamt 	}
   1290   1.60    dyoung 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1291    1.2      yamt 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1292    1.2      yamt 		goto retry;
   1293    1.1      yamt 	}
   1294    1.2      yamt 	/* XXX */
   1295   1.66      para 
   1296   1.68      para 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1297   1.94       chs 		vmem_kick_pdaemon();
   1298   1.68      para 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1299   1.68      para 		goto retry;
   1300   1.68      para 	}
   1301   1.20      yamt fail:
   1302   1.20      yamt 	bt_free(vm, btnew);
   1303   1.20      yamt 	bt_free(vm, btnew2);
   1304  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1305   1.61    dyoung 	return ENOMEM;
   1306    1.2      yamt 
   1307    1.2      yamt gotit:
   1308    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1309    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1310    1.1      yamt 	bt_remfree(vm, bt);
   1311   1.55      yamt 	vmem_check(vm);
   1312   1.10      yamt 	if (bt->bt_start != start) {
   1313   1.10      yamt 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1314   1.10      yamt 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1315   1.10      yamt 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1316   1.10      yamt 		bt->bt_start = start;
   1317   1.10      yamt 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1318   1.10      yamt 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1319   1.87  christos 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1320   1.10      yamt 		btnew2 = NULL;
   1321   1.55      yamt 		vmem_check(vm);
   1322   1.10      yamt 	}
   1323   1.10      yamt 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1324    1.1      yamt 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1325    1.1      yamt 		/* split */
   1326    1.1      yamt 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1327    1.1      yamt 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1328    1.1      yamt 		btnew->bt_size = size;
   1329    1.1      yamt 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1330    1.1      yamt 		bt->bt_size -= size;
   1331    1.1      yamt 		bt_insfree(vm, bt);
   1332   1.87  christos 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1333    1.1      yamt 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1334   1.55      yamt 		vmem_check(vm);
   1335    1.1      yamt 	} else {
   1336    1.1      yamt 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1337    1.1      yamt 		bt_insbusy(vm, bt);
   1338   1.55      yamt 		vmem_check(vm);
   1339    1.1      yamt 		bt_free(vm, btnew);
   1340    1.1      yamt 		btnew = bt;
   1341    1.1      yamt 	}
   1342   1.10      yamt 	if (btnew2 != NULL) {
   1343   1.10      yamt 		bt_free(vm, btnew2);
   1344   1.10      yamt 	}
   1345    1.1      yamt 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1346    1.1      yamt 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1347   1.61    dyoung 	if (addrp != NULL)
   1348   1.61    dyoung 		*addrp = btnew->bt_start;
   1349  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1350  1.107  riastrad 	KASSERTMSG(addrp == NULL ||
   1351  1.107  riastrad 	    (*addrp & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1352  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1353  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)*addrp);
   1354   1.61    dyoung 	return 0;
   1355    1.1      yamt }
   1356    1.1      yamt 
   1357    1.1      yamt /*
   1358   1.83      yamt  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1359    1.1      yamt  */
   1360    1.1      yamt 
   1361    1.1      yamt void
   1362    1.1      yamt vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1363    1.1      yamt {
   1364    1.1      yamt 
   1365    1.1      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1366  1.107  riastrad 	KASSERTMSG((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1367  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1368  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)addr);
   1369    1.1      yamt 
   1370    1.5      yamt #if defined(QCACHE)
   1371    1.5      yamt 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1372    1.5      yamt 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1373   1.22      yamt 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1374    1.5      yamt 
   1375   1.63     rmind 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1376   1.63     rmind 		return;
   1377    1.5      yamt 	}
   1378    1.5      yamt #endif /* defined(QCACHE) */
   1379    1.5      yamt 
   1380   1.10      yamt 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1381   1.10      yamt }
   1382   1.10      yamt 
   1383   1.10      yamt void
   1384   1.17      yamt vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1385   1.10      yamt {
   1386   1.10      yamt 	bt_t *bt;
   1387   1.10      yamt 
   1388   1.10      yamt 	KASSERT(size > 0);
   1389  1.107  riastrad 	KASSERTMSG((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1390  1.107  riastrad 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1391  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)addr);
   1392   1.10      yamt 
   1393    1.1      yamt 	VMEM_LOCK(vm);
   1394    1.1      yamt 
   1395    1.1      yamt 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1396  1.107  riastrad 	KASSERTMSG(bt != NULL, "vmem %s addr 0x%jx size 0x%jx",
   1397  1.107  riastrad 	    vm->vm_name, (uintmax_t)addr, (uintmax_t)size);
   1398    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1399    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1400    1.1      yamt 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1401  1.105  riastrad 
   1402  1.104   thorpej 	/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1403  1.104   thorpej 	vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1404  1.104   thorpej }
   1405  1.104   thorpej 
   1406  1.104   thorpej void
   1407  1.104   thorpej vmem_xfreeall(vmem_t *vm)
   1408  1.104   thorpej {
   1409  1.104   thorpej 	bt_t *bt;
   1410  1.104   thorpej 
   1411  1.110   thorpej #if defined(QCACHE)
   1412  1.104   thorpej 	/* This can't be used if the arena has a quantum cache. */
   1413  1.104   thorpej 	KASSERT(vm->vm_qcache_max == 0);
   1414  1.110   thorpej #endif /* defined(QCACHE) */
   1415  1.104   thorpej 
   1416  1.104   thorpej 	for (;;) {
   1417  1.104   thorpej 		VMEM_LOCK(vm);
   1418  1.104   thorpej 		TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1419  1.104   thorpej 			if (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY)
   1420  1.104   thorpej 				break;
   1421  1.104   thorpej 		}
   1422  1.104   thorpej 		if (bt != NULL) {
   1423  1.104   thorpej 			/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1424  1.104   thorpej 			vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1425  1.104   thorpej 		} else {
   1426  1.104   thorpej 			VMEM_UNLOCK(vm);
   1427  1.104   thorpej 			return;
   1428  1.104   thorpej 		}
   1429  1.104   thorpej 	}
   1430  1.104   thorpej }
   1431  1.104   thorpej 
   1432  1.104   thorpej static void
   1433  1.104   thorpej vmem_xfree_bt(vmem_t *vm, bt_t *bt)
   1434  1.104   thorpej {
   1435  1.104   thorpej 	bt_t *t;
   1436  1.104   thorpej 
   1437  1.104   thorpej 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
   1438  1.104   thorpej 
   1439    1.1      yamt 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1440    1.1      yamt 	bt_rembusy(vm, bt);
   1441    1.1      yamt 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1442    1.1      yamt 
   1443    1.1      yamt 	/* coalesce */
   1444   1.87  christos 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1445    1.1      yamt 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1446   1.60    dyoung 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1447    1.1      yamt 		bt_remfree(vm, t);
   1448    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, t);
   1449    1.1      yamt 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1450  1.101        ad 		bt_free(vm, t);
   1451    1.1      yamt 	}
   1452   1.87  christos 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1453    1.1      yamt 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1454   1.60    dyoung 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1455    1.1      yamt 		bt_remfree(vm, t);
   1456    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, t);
   1457    1.1      yamt 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1458    1.1      yamt 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1459  1.101        ad 		bt_free(vm, t);
   1460    1.1      yamt 	}
   1461    1.1      yamt 
   1462   1.87  christos 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1463    1.1      yamt 	KASSERT(t != NULL);
   1464    1.1      yamt 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1465   1.61    dyoung 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1466    1.1      yamt 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1467    1.1      yamt 		vmem_addr_t spanaddr;
   1468    1.1      yamt 		vmem_size_t spansize;
   1469    1.1      yamt 
   1470    1.1      yamt 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1471    1.1      yamt 		spanaddr = bt->bt_start;
   1472    1.1      yamt 		spansize = bt->bt_size;
   1473    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, bt);
   1474  1.101        ad 		bt_free(vm, bt);
   1475    1.1      yamt 		bt_remseg(vm, t);
   1476  1.101        ad 		bt_free(vm, t);
   1477   1.66      para 		vm->vm_size -= spansize;
   1478   1.68      para 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1479  1.101        ad 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1480  1.101        ad 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1481   1.61    dyoung 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1482    1.1      yamt 	} else {
   1483    1.1      yamt 		bt_insfree(vm, bt);
   1484   1.68      para 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1485  1.101        ad 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1486  1.101        ad 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1487    1.1      yamt 	}
   1488    1.1      yamt }
   1489    1.1      yamt 
   1490    1.1      yamt /*
   1491    1.1      yamt  * vmem_add:
   1492    1.1      yamt  *
   1493    1.1      yamt  * => caller must ensure appropriate spl,
   1494    1.1      yamt  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1495    1.1      yamt  */
   1496    1.1      yamt 
   1497   1.61    dyoung int
   1498    1.1      yamt vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1499    1.1      yamt {
   1500  1.101        ad 	int rv;
   1501    1.1      yamt 
   1502  1.101        ad 	VMEM_LOCK(vm);
   1503  1.101        ad 	rv = vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1504  1.101        ad 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1505  1.101        ad 
   1506  1.101        ad 	return rv;
   1507    1.1      yamt }
   1508    1.1      yamt 
   1509    1.6      yamt /*
   1510   1.66      para  * vmem_size: information about arenas size
   1511    1.6      yamt  *
   1512   1.66      para  * => return free/allocated size in arena
   1513    1.6      yamt  */
   1514   1.66      para vmem_size_t
   1515   1.66      para vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1516    1.6      yamt {
   1517    1.6      yamt 
   1518   1.66      para 	switch (typemask) {
   1519   1.66      para 	case VMEM_ALLOC:
   1520   1.66      para 		return vm->vm_inuse;
   1521   1.66      para 	case VMEM_FREE:
   1522   1.66      para 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1523   1.66      para 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1524   1.66      para 		return vm->vm_size;
   1525   1.66      para 	default:
   1526   1.66      para 		panic("vmem_size");
   1527   1.66      para 	}
   1528    1.6      yamt }
   1529    1.6      yamt 
   1530   1.30      yamt /* ---- rehash */
   1531   1.30      yamt 
   1532   1.30      yamt #if defined(_KERNEL)
   1533   1.30      yamt static struct callout vmem_rehash_ch;
   1534   1.30      yamt static int vmem_rehash_interval;
   1535   1.30      yamt static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1536   1.30      yamt static struct work vmem_rehash_wk;
   1537   1.30      yamt 
   1538   1.30      yamt static void
   1539   1.30      yamt vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1540   1.30      yamt {
   1541   1.30      yamt 	vmem_t *vm;
   1542   1.30      yamt 
   1543   1.30      yamt 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1544   1.30      yamt 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1545   1.30      yamt 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1546   1.30      yamt 		size_t desired;
   1547   1.30      yamt 		size_t current;
   1548   1.30      yamt 
   1549  1.101        ad 		desired = atomic_load_relaxed(&vm->vm_maxbusytag);
   1550  1.101        ad 		current = atomic_load_relaxed(&vm->vm_hashsize);
   1551   1.30      yamt 
   1552   1.30      yamt 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1553   1.30      yamt 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1554   1.30      yamt 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1555   1.30      yamt 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1556   1.30      yamt 		}
   1557   1.30      yamt 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1558   1.30      yamt 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1559   1.30      yamt 		}
   1560   1.30      yamt 	}
   1561   1.30      yamt 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1562   1.30      yamt 
   1563   1.30      yamt 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1564   1.30      yamt }
   1565   1.30      yamt 
   1566   1.30      yamt static void
   1567   1.30      yamt vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1568   1.30      yamt {
   1569   1.30      yamt 
   1570   1.32     rmind 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1571   1.30      yamt }
   1572   1.30      yamt 
   1573   1.30      yamt void
   1574   1.30      yamt vmem_rehash_start(void)
   1575   1.30      yamt {
   1576   1.30      yamt 	int error;
   1577   1.30      yamt 
   1578   1.30      yamt 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1579   1.41        ad 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1580   1.30      yamt 	if (error) {
   1581   1.30      yamt 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1582   1.30      yamt 	}
   1583   1.41        ad 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1584   1.30      yamt 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1585   1.30      yamt 
   1586   1.30      yamt 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1587   1.30      yamt 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1588   1.30      yamt }
   1589   1.30      yamt #endif /* defined(_KERNEL) */
   1590   1.30      yamt 
   1591    1.1      yamt /* ---- debug */
   1592    1.1      yamt 
   1593   1.55      yamt #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1594   1.55      yamt 
   1595   1.82  christos static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1596   1.82  christos     __printflike(1, 2));
   1597   1.55      yamt 
   1598   1.55      yamt static const char *
   1599   1.55      yamt bt_type_string(int type)
   1600   1.55      yamt {
   1601   1.55      yamt 	static const char * const table[] = {
   1602   1.55      yamt 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1603   1.55      yamt 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1604   1.55      yamt 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1605   1.55      yamt 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1606   1.55      yamt 	};
   1607   1.55      yamt 
   1608   1.55      yamt 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1609   1.55      yamt 		return "BOGUS";
   1610   1.55      yamt 	}
   1611   1.55      yamt 	return table[type];
   1612   1.55      yamt }
   1613   1.55      yamt 
   1614   1.55      yamt static void
   1615   1.55      yamt bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1616   1.55      yamt {
   1617   1.55      yamt 
   1618   1.55      yamt 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1619   1.55      yamt 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1620   1.55      yamt 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1621   1.55      yamt }
   1622   1.55      yamt 
   1623   1.55      yamt static void
   1624   1.82  christos vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1625   1.55      yamt {
   1626   1.55      yamt 	const bt_t *bt;
   1627   1.55      yamt 	int i;
   1628   1.55      yamt 
   1629   1.55      yamt 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1630   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1631   1.55      yamt 		bt_dump(bt, pr);
   1632   1.55      yamt 	}
   1633   1.55      yamt 
   1634   1.55      yamt 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1635   1.55      yamt 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1636   1.55      yamt 
   1637   1.55      yamt 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1638   1.55      yamt 			continue;
   1639   1.55      yamt 		}
   1640   1.55      yamt 
   1641   1.55      yamt 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1642   1.55      yamt 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1643   1.55      yamt 			bt_dump(bt, pr);
   1644   1.55      yamt 		}
   1645   1.55      yamt 	}
   1646   1.55      yamt }
   1647   1.55      yamt 
   1648   1.55      yamt #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1649   1.55      yamt 
   1650   1.37      yamt #if defined(DDB)
   1651   1.37      yamt static bt_t *
   1652   1.37      yamt vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1653   1.37      yamt {
   1654   1.39      yamt 	bt_t *bt;
   1655   1.37      yamt 
   1656   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1657   1.39      yamt 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1658   1.39      yamt 			continue;
   1659   1.39      yamt 		}
   1660   1.60    dyoung 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1661   1.39      yamt 			return bt;
   1662   1.37      yamt 		}
   1663   1.37      yamt 	}
   1664   1.37      yamt 
   1665   1.37      yamt 	return NULL;
   1666   1.37      yamt }
   1667   1.37      yamt 
   1668   1.37      yamt void
   1669   1.37      yamt vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1670   1.37      yamt {
   1671   1.37      yamt 	vmem_t *vm;
   1672   1.37      yamt 
   1673   1.37      yamt 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1674   1.37      yamt 		bt_t *bt;
   1675   1.37      yamt 
   1676   1.37      yamt 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1677   1.37      yamt 		if (bt == NULL) {
   1678   1.37      yamt 			continue;
   1679   1.37      yamt 		}
   1680   1.39      yamt 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1681   1.37      yamt 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1682   1.39      yamt 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1683   1.39      yamt 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1684   1.37      yamt 	}
   1685   1.37      yamt }
   1686   1.43    cegger 
   1687   1.55      yamt void
   1688   1.55      yamt vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1689   1.43    cegger {
   1690   1.55      yamt 	const vmem_t *vm;
   1691   1.43    cegger 
   1692   1.47    cegger 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1693   1.55      yamt 		vmem_dump(vm, pr);
   1694   1.43    cegger 	}
   1695   1.43    cegger }
   1696   1.43    cegger 
   1697   1.43    cegger void
   1698   1.43    cegger vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1699   1.43    cegger {
   1700   1.55      yamt 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1701   1.43    cegger 
   1702   1.55      yamt 	vmem_dump(vm, pr);
   1703   1.43    cegger }
   1704   1.37      yamt #endif /* defined(DDB) */
   1705   1.37      yamt 
   1706   1.60    dyoung #if defined(_KERNEL)
   1707   1.60    dyoung #define vmem_printf printf
   1708   1.60    dyoung #else
   1709    1.1      yamt #include <stdio.h>
   1710   1.60    dyoung #include <stdarg.h>
   1711   1.60    dyoung 
   1712   1.60    dyoung static void
   1713   1.60    dyoung vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1714   1.60    dyoung {
   1715   1.60    dyoung 	va_list ap;
   1716   1.60    dyoung 	va_start(ap, fmt);
   1717   1.60    dyoung 	vprintf(fmt, ap);
   1718   1.60    dyoung 	va_end(ap);
   1719   1.60    dyoung }
   1720   1.60    dyoung #endif
   1721    1.1      yamt 
   1722   1.55      yamt #if defined(VMEM_SANITY)
   1723    1.1      yamt 
   1724   1.55      yamt static bool
   1725   1.55      yamt vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1726    1.1      yamt {
   1727   1.55      yamt 	const bt_t *bt, *bt2;
   1728    1.1      yamt 
   1729   1.55      yamt 	KASSERT(vm != NULL);
   1730    1.1      yamt 
   1731   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1732   1.60    dyoung 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1733   1.55      yamt 			printf("corrupted tag\n");
   1734   1.60    dyoung 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1735   1.55      yamt 			return false;
   1736   1.55      yamt 		}
   1737   1.55      yamt 	}
   1738   1.87  christos 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1739   1.87  christos 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1740   1.55      yamt 			if (bt == bt2) {
   1741   1.55      yamt 				continue;
   1742   1.55      yamt 			}
   1743   1.55      yamt 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1744   1.55      yamt 				continue;
   1745   1.55      yamt 			}
   1746   1.60    dyoung 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1747   1.60    dyoung 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1748   1.55      yamt 				printf("overwrapped tags\n");
   1749   1.60    dyoung 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1750   1.60    dyoung 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1751   1.55      yamt 				return false;
   1752   1.55      yamt 			}
   1753   1.55      yamt 		}
   1754    1.1      yamt 	}
   1755    1.1      yamt 
   1756   1.55      yamt 	return true;
   1757   1.55      yamt }
   1758    1.1      yamt 
   1759   1.55      yamt static void
   1760   1.55      yamt vmem_check(vmem_t *vm)
   1761   1.55      yamt {
   1762    1.1      yamt 
   1763   1.55      yamt 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1764   1.55      yamt 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1765    1.1      yamt 	}
   1766    1.1      yamt }
   1767    1.1      yamt 
   1768   1.55      yamt #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1769    1.1      yamt 
   1770   1.55      yamt #if defined(UNITTEST)
   1771    1.1      yamt int
   1772   1.57    cegger main(void)
   1773    1.1      yamt {
   1774   1.61    dyoung 	int rc;
   1775    1.1      yamt 	vmem_t *vm;
   1776    1.1      yamt 	vmem_addr_t p;
   1777    1.1      yamt 	struct reg {
   1778    1.1      yamt 		vmem_addr_t p;
   1779    1.1      yamt 		vmem_size_t sz;
   1780   1.25   thorpej 		bool x;
   1781    1.1      yamt 	} *reg = NULL;
   1782    1.1      yamt 	int nreg = 0;
   1783    1.1      yamt 	int nalloc = 0;
   1784    1.1      yamt 	int nfree = 0;
   1785    1.1      yamt 	vmem_size_t total = 0;
   1786    1.1      yamt #if 1
   1787    1.1      yamt 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1788    1.1      yamt #else
   1789    1.1      yamt 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1790    1.1      yamt #endif
   1791    1.1      yamt 
   1792   1.61    dyoung 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1793   1.61    dyoung #ifdef _KERNEL
   1794   1.61    dyoung 	    IPL_NONE
   1795   1.61    dyoung #else
   1796   1.61    dyoung 	    0
   1797   1.61    dyoung #endif
   1798   1.61    dyoung 	    );
   1799    1.1      yamt 	if (vm == NULL) {
   1800    1.1      yamt 		printf("vmem_create\n");
   1801    1.1      yamt 		exit(EXIT_FAILURE);
   1802    1.1      yamt 	}
   1803   1.60    dyoung 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1804    1.1      yamt 
   1805   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1806   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1807   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1808   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1809   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1810   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1811   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1812   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1813   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1814   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1815   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1816   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1817   1.61    dyoung 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1818   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1819   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1820   1.61    dyoung 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1821   1.61    dyoung 	assert(rc != 0);
   1822   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1823   1.61    dyoung 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1824   1.61    dyoung 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1825   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1826   1.61    dyoung 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1827   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1828   1.61    dyoung 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1829   1.61    dyoung 	assert(rc != 0);
   1830   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1831   1.61    dyoung 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1832   1.61    dyoung 	assert(rc != 0);
   1833   1.61    dyoung 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1834   1.61    dyoung 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1835   1.61    dyoung 	assert(rc == 0);
   1836   1.60    dyoung 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1837    1.1      yamt 	for (;;) {
   1838    1.1      yamt 		struct reg *r;
   1839   1.10      yamt 		int t = rand() % 100;
   1840    1.1      yamt 
   1841   1.10      yamt 		if (t > 45) {
   1842   1.10      yamt 			/* alloc */
   1843    1.1      yamt 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1844   1.25   thorpej 			bool x;
   1845   1.10      yamt 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1846   1.10      yamt 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1847   1.10      yamt 
   1848   1.10      yamt 			if (t > 70) {
   1849   1.26   thorpej 				x = true;
   1850   1.10      yamt 				/* XXX */
   1851   1.10      yamt 				align = 1 << (rand() % 15);
   1852   1.10      yamt 				phase = rand() % 65536;
   1853   1.10      yamt 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1854   1.10      yamt 				if (align <= phase) {
   1855   1.10      yamt 					phase = 0;
   1856   1.10      yamt 				}
   1857   1.19      yamt 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1858   1.19      yamt 				    nocross)) {
   1859   1.10      yamt 					nocross = 0;
   1860   1.10      yamt 				}
   1861   1.60    dyoung 				do {
   1862   1.60    dyoung 					minaddr = rand() % 50000;
   1863   1.60    dyoung 					maxaddr = rand() % 70000;
   1864   1.60    dyoung 				} while (minaddr > maxaddr);
   1865   1.10      yamt 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1866   1.10      yamt 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1867   1.10      yamt 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1868   1.10      yamt 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1869   1.10      yamt 				    (uint64_t)sz,
   1870   1.10      yamt 				    (uint64_t)align,
   1871   1.10      yamt 				    (uint64_t)phase,
   1872   1.10      yamt 				    (uint64_t)nocross,
   1873   1.10      yamt 				    (uint64_t)minaddr,
   1874   1.10      yamt 				    (uint64_t)maxaddr);
   1875   1.61    dyoung 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1876   1.61    dyoung 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1877   1.10      yamt 			} else {
   1878   1.26   thorpej 				x = false;
   1879   1.10      yamt 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1880   1.61    dyoung 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1881   1.10      yamt 			}
   1882    1.1      yamt 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1883   1.60    dyoung 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1884   1.61    dyoung 			if (rc != 0) {
   1885   1.10      yamt 				if (x) {
   1886   1.10      yamt 					continue;
   1887   1.10      yamt 				}
   1888    1.1      yamt 				break;
   1889    1.1      yamt 			}
   1890    1.1      yamt 			nreg++;
   1891    1.1      yamt 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1892    1.1      yamt 			r = &reg[nreg - 1];
   1893    1.1      yamt 			r->p = p;
   1894    1.1      yamt 			r->sz = sz;
   1895   1.10      yamt 			r->x = x;
   1896    1.1      yamt 			total += sz;
   1897    1.1      yamt 			nalloc++;
   1898    1.1      yamt 		} else if (nreg != 0) {
   1899   1.10      yamt 			/* free */
   1900    1.1      yamt 			r = &reg[rand() % nreg];
   1901    1.1      yamt 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1902    1.1      yamt 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1903   1.10      yamt 			if (r->x) {
   1904   1.10      yamt 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1905   1.10      yamt 			} else {
   1906   1.10      yamt 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1907   1.10      yamt 			}
   1908    1.1      yamt 			total -= r->sz;
   1909   1.60    dyoung 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1910    1.1      yamt 			*r = reg[nreg - 1];
   1911    1.1      yamt 			nreg--;
   1912    1.1      yamt 			nfree++;
   1913    1.1      yamt 		}
   1914    1.1      yamt 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1915    1.1      yamt 	}
   1916    1.1      yamt 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1917    1.1      yamt 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1918    1.1      yamt 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1919    1.1      yamt }
   1920   1.55      yamt #endif /* defined(UNITTEST) */
   1921