Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.100.6.1
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.100.6.1 2020/04/20 11:29:10 bouyer Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c)2006,2007,2008,2009 YAMAMOTO Takashi,
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      8  * modification, are permitted provided that the following conditions
      9  * are met:
     10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     15  *
     16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
     17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
     18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
     19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
     20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
     21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
     22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
     23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
     24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     26  * SUCH DAMAGE.
     27  */
     28 
     29 /*
     30  * reference:
     31  * -	Magazines and Vmem: Extending the Slab Allocator
     32  *	to Many CPUs and Arbitrary Resources
     33  *	http://www.usenix.org/event/usenix01/bonwick.html
     34  *
     35  * locking & the boundary tag pool:
     36  * - 	A pool(9) is used for vmem boundary tags
     37  * - 	During a pool get call the global vmem_btag_refill_lock is taken,
     38  *	to serialize access to the allocation reserve, but no other
     39  *	vmem arena locks.
     40  * -	During pool_put calls no vmem mutexes are locked.
     41  * - 	pool_drain doesn't hold the pool's mutex while releasing memory to
     42  * 	its backing therefore no interferance with any vmem mutexes.
     43  * -	The boundary tag pool is forced to put page headers into pool pages
     44  *  	(PR_PHINPAGE) and not off page to avoid pool recursion.
     45  *  	(due to sizeof(bt_t) it should be the case anyway)
     46  */
     47 
     48 #include <sys/cdefs.h>
     49 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.100.6.1 2020/04/20 11:29:10 bouyer Exp $");
     50 
     51 #if defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT)
     52 #include "opt_ddb.h"
     53 #endif /* defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT) */
     54 
     55 #include <sys/param.h>
     56 #include <sys/hash.h>
     57 #include <sys/queue.h>
     58 #include <sys/bitops.h>
     59 
     60 #if defined(_KERNEL)
     61 #include <sys/systm.h>
     62 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     63 #include <sys/callout.h>
     64 #include <sys/kmem.h>
     65 #include <sys/pool.h>
     66 #include <sys/vmem.h>
     67 #include <sys/vmem_impl.h>
     68 #include <sys/workqueue.h>
     69 #include <sys/atomic.h>
     70 #include <uvm/uvm.h>
     71 #include <uvm/uvm_extern.h>
     72 #include <uvm/uvm_km.h>
     73 #include <uvm/uvm_page.h>
     74 #include <uvm/uvm_pdaemon.h>
     75 #else /* defined(_KERNEL) */
     76 #include <stdio.h>
     77 #include <errno.h>
     78 #include <assert.h>
     79 #include <stdlib.h>
     80 #include <string.h>
     81 #include "../sys/vmem.h"
     82 #include "../sys/vmem_impl.h"
     83 #endif /* defined(_KERNEL) */
     84 
     85 
     86 #if defined(_KERNEL)
     87 #include <sys/evcnt.h>
     88 #define VMEM_EVCNT_DEFINE(name) \
     89 struct evcnt vmem_evcnt_##name = EVCNT_INITIALIZER(EVCNT_TYPE_MISC, NULL, \
     90     "vmem", #name); \
     91 EVCNT_ATTACH_STATIC(vmem_evcnt_##name);
     92 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count++
     93 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count--
     94 
     95 VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_count)
     96 VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_inuse)
     97 
     98 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
     99 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    100 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    101 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    102 
    103 #else /* defined(_KERNEL) */
    104 
    105 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
    106 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
    107 
    108 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    109 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	/* nothing */
    110 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		/* nothing */
    111 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	/* nothing */
    112 
    113 #define	UNITTEST
    114 #define	KASSERT(a)		assert(a)
    115 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    116 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    117 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    118 #define	mutex_tryenter(a)	true
    119 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    120 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    121 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    122 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    123 #endif /* defined(_KERNEL) */
    124 
    125 #if defined(VMEM_SANITY)
    126 static void vmem_check(vmem_t *);
    127 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    128 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    129 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    130 
    131 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    132 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    133 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    134 
    135 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    136 
    137 #if defined(_KERNEL)
    138 static bool vmem_bootstrapped = false;
    139 static kmutex_t vmem_list_lock;
    140 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    141 #endif /* defined(_KERNEL) */
    142 
    143 /* ---- misc */
    144 
    145 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    146 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    147 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    148 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    149 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    150 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    151 
    152 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    153 	(-(-(addr) & -(align)))
    154 
    155 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    156 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    157 
    158 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    159 #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    160 
    161 #if !defined(_KERNEL)
    162 #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    163 #define	xfree(p, sz)		free(p)
    164 #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    165 #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    166 #else /* defined(_KERNEL) */
    167 
    168 #define	xmalloc(sz, flags) \
    169     kmem_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    170 #define	xfree(p, sz)		kmem_free(p, sz);
    171 
    172 /*
    173  * BT_RESERVE calculation:
    174  * we allocate memory for boundry tags with vmem; therefore we have
    175  * to keep a reserve of bts used to allocated memory for bts.
    176  * This reserve is 4 for each arena involved in allocating vmems memory.
    177  * BT_MAXFREE: don't cache excessive counts of bts in arenas
    178  */
    179 #define STATIC_BT_COUNT 200
    180 #define BT_MINRESERVE 4
    181 #define BT_MAXFREE 64
    182 
    183 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    184 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    185 
    186 static struct vmem kmem_va_meta_arena_store;
    187 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    188 static struct vmem kmem_meta_arena_store;
    189 vmem_t *kmem_meta_arena = NULL;
    190 
    191 static kmutex_t vmem_btag_refill_lock;
    192 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    193 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    194 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    195 static struct pool vmem_btag_pool;
    196 
    197 static void
    198 vmem_kick_pdaemon(void)
    199 {
    200 #if defined(_KERNEL)
    201 	uvm_kick_pdaemon();
    202 #endif
    203 }
    204 
    205 /* ---- boundary tag */
    206 
    207 static int bt_refill(vmem_t *vm);
    208 static int bt_refill_locked(vmem_t *vm);
    209 
    210 static void *
    211 pool_page_alloc_vmem_meta(struct pool *pp, int flags)
    212 {
    213 	const vm_flag_t vflags = (flags & PR_WAITOK) ? VM_SLEEP: VM_NOSLEEP;
    214 	vmem_addr_t va;
    215 	int ret;
    216 
    217 	ret = vmem_alloc(kmem_meta_arena, pp->pr_alloc->pa_pagesz,
    218 	    (vflags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va);
    219 
    220 	return ret ? NULL : (void *)va;
    221 }
    222 
    223 static void
    224 pool_page_free_vmem_meta(struct pool *pp, void *v)
    225 {
    226 
    227 	vmem_free(kmem_meta_arena, (vmem_addr_t)v, pp->pr_alloc->pa_pagesz);
    228 }
    229 
    230 /* allocator for vmem-pool metadata */
    231 struct pool_allocator pool_allocator_vmem_meta = {
    232 	.pa_alloc = pool_page_alloc_vmem_meta,
    233 	.pa_free = pool_page_free_vmem_meta,
    234 	.pa_pagesz = 0
    235 };
    236 
    237 static int
    238 bt_refill_locked(vmem_t *vm)
    239 {
    240 	bt_t *bt;
    241 
    242 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    243 
    244 	if (vm->vm_nfreetags > BT_MINRESERVE) {
    245 		return 0;
    246 	}
    247 
    248 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    249 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    250 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    251 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    252 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    253 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    254 		vm->vm_nfreetags++;
    255 		vmem_btag_freelist_count--;
    256 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    257 	}
    258 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    259 
    260 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    261 		VMEM_UNLOCK(vm);
    262 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    263 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    264 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    265 		VMEM_LOCK(vm);
    266 		if (bt == NULL)
    267 			break;
    268 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    269 		vm->vm_nfreetags++;
    270 	}
    271 
    272 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    273 		return ENOMEM;
    274 	}
    275 
    276 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    277 		VMEM_UNLOCK(vm);
    278 		(void)bt_refill(kmem_arena);
    279 		(void)bt_refill(kmem_va_meta_arena);
    280 		(void)bt_refill(kmem_meta_arena);
    281 		VMEM_LOCK(vm);
    282 	}
    283 
    284 	return 0;
    285 }
    286 
    287 static int
    288 bt_refill(vmem_t *vm)
    289 {
    290 	int rv;
    291 
    292 	VMEM_LOCK(vm);
    293 	rv = bt_refill_locked(vm);
    294 	VMEM_UNLOCK(vm);
    295 	return rv;
    296 }
    297 
    298 static bt_t *
    299 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    300 {
    301 	bt_t *bt;
    302 
    303 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    304 
    305 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    306 		if (bt_refill_locked(vm)) {
    307 			if ((flags & VM_NOSLEEP) != 0) {
    308 				return NULL;
    309 			}
    310 
    311 			/*
    312 			 * It would be nice to wait for something specific here
    313 			 * but there are multiple ways that a retry could
    314 			 * succeed and we can't wait for multiple things
    315 			 * simultaneously.  So we'll just sleep for an arbitrary
    316 			 * short period of time and retry regardless.
    317 			 * This should be a very rare case.
    318 			 */
    319 
    320 			vmem_kick_pdaemon();
    321 			kpause("btalloc", false, 1, &vm->vm_lock);
    322 		}
    323 	}
    324 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    325 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    326 	vm->vm_nfreetags--;
    327 
    328 	return bt;
    329 }
    330 
    331 static void
    332 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    333 {
    334 
    335 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    336 
    337 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    338 	vm->vm_nfreetags++;
    339 }
    340 
    341 static void
    342 bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    343 {
    344 	bt_t *t;
    345 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    346 
    347 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    348 
    349 	LIST_INIT(&tofree);
    350 
    351 	while (vm->vm_nfreetags > freelimit) {
    352 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    353 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    354 		vm->vm_nfreetags--;
    355 		if (bt >= static_bts
    356 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    357 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    358 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    359 			vmem_btag_freelist_count++;
    360 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    361 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    362 		} else {
    363 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    364 		}
    365 	}
    366 
    367 	VMEM_UNLOCK(vm);
    368 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    369 		t = LIST_FIRST(&tofree);
    370 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
    371 		pool_put(&vmem_btag_pool, t);
    372 	}
    373 }
    374 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    375 
    376 /*
    377  * freelist[0] ... [1, 1]
    378  * freelist[1] ... [2, 3]
    379  * freelist[2] ... [4, 7]
    380  * freelist[3] ... [8, 15]
    381  *  :
    382  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    383  *  :
    384  */
    385 
    386 static struct vmem_freelist *
    387 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    388 {
    389 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    390 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    391 
    392 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    393 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    394 	KASSERT(idx >= 0);
    395 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    396 
    397 	return &vm->vm_freelist[idx];
    398 }
    399 
    400 /*
    401  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    402  * strategy.
    403  *
    404  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    405  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    406  * large enough for the requested size.
    407  */
    408 
    409 static struct vmem_freelist *
    410 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    411 {
    412 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    413 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    414 
    415 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    416 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    417 
    418 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    419 		idx++;
    420 		/* check too large request? */
    421 	}
    422 	KASSERT(idx >= 0);
    423 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    424 
    425 	return &vm->vm_freelist[idx];
    426 }
    427 
    428 /* ---- boundary tag hash */
    429 
    430 static struct vmem_hashlist *
    431 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    432 {
    433 	struct vmem_hashlist *list;
    434 	unsigned int hash;
    435 
    436 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    437 	list = &vm->vm_hashlist[hash & vm->vm_hashmask];
    438 
    439 	return list;
    440 }
    441 
    442 static bt_t *
    443 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    444 {
    445 	struct vmem_hashlist *list;
    446 	bt_t *bt;
    447 
    448 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    449 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    450 		if (bt->bt_start == addr) {
    451 			break;
    452 		}
    453 	}
    454 
    455 	return bt;
    456 }
    457 
    458 static void
    459 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    460 {
    461 
    462 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    463 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    464 	vm->vm_nbusytag--;
    465 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    466 }
    467 
    468 static void
    469 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    470 {
    471 	struct vmem_hashlist *list;
    472 
    473 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    474 
    475 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    476 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    477 	if (++vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    478 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    479 	}
    480 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    481 }
    482 
    483 /* ---- boundary tag list */
    484 
    485 static void
    486 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    487 {
    488 
    489 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    490 }
    491 
    492 static void
    493 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    494 {
    495 
    496 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    497 }
    498 
    499 static void
    500 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    501 {
    502 
    503 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    504 }
    505 
    506 static void
    507 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    508 {
    509 
    510 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    511 
    512 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    513 }
    514 
    515 static void
    516 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    517 {
    518 	struct vmem_freelist *list;
    519 
    520 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    521 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    522 }
    523 
    524 /* ---- vmem internal functions */
    525 
    526 #if defined(QCACHE)
    527 static inline vm_flag_t
    528 prf_to_vmf(int prflags)
    529 {
    530 	vm_flag_t vmflags;
    531 
    532 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    533 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    534 		vmflags = VM_SLEEP;
    535 	} else {
    536 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    537 	}
    538 	return vmflags;
    539 }
    540 
    541 static inline int
    542 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    543 {
    544 	int prflags;
    545 
    546 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    547 		prflags = PR_WAITOK;
    548 	} else {
    549 		prflags = PR_NOWAIT;
    550 	}
    551 	return prflags;
    552 }
    553 
    554 static size_t
    555 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    556 {
    557 	int i;
    558 
    559 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    560 		/* nothing */
    561 	}
    562 	return ORDER2SIZE(i);
    563 }
    564 
    565 static void *
    566 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    567 {
    568 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    569 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    570 	vmem_addr_t addr;
    571 
    572 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    573 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    574 		return NULL;
    575 	return (void *)addr;
    576 }
    577 
    578 static void
    579 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    580 {
    581 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    582 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    583 
    584 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    585 }
    586 
    587 static void
    588 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    589 {
    590 	qcache_t *prevqc;
    591 	struct pool_allocator *pa;
    592 	int qcache_idx_max;
    593 	int i;
    594 
    595 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    596 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    597 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    598 	}
    599 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    600 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    601 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    602 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    603 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    604 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    605 
    606 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    607 	prevqc = NULL;
    608 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    609 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    610 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    611 		pool_cache_t pc;
    612 
    613 		qc->qc_vmem = vm;
    614 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    615 		    vm->vm_name, size);
    616 
    617 		pc = pool_cache_init(size,
    618 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    619 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    620 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    621 
    622 		KASSERT(pc);
    623 
    624 		qc->qc_cache = pc;
    625 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    626 		if (prevqc != NULL &&
    627 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    628 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    629 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    630 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    631 			continue;
    632 		}
    633 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    634 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    635 		prevqc = qc;
    636 	}
    637 }
    638 
    639 static void
    640 qc_destroy(vmem_t *vm)
    641 {
    642 	const qcache_t *prevqc;
    643 	int i;
    644 	int qcache_idx_max;
    645 
    646 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    647 	prevqc = NULL;
    648 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    649 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    650 
    651 		if (prevqc == qc) {
    652 			continue;
    653 		}
    654 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    655 		prevqc = qc;
    656 	}
    657 }
    658 #endif
    659 
    660 #if defined(_KERNEL)
    661 static void
    662 vmem_bootstrap(void)
    663 {
    664 
    665 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    666 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    667 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    668 
    669 	while (static_bt_count-- > 0) {
    670 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    671 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    672 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    673 		vmem_btag_freelist_count++;
    674 	}
    675 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    676 }
    677 
    678 void
    679 vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    680 {
    681 
    682 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    683 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    684 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    685 	    IPL_VM);
    686 
    687 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    688 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    689 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    690 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    691 
    692 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), coherency_unit, 0,
    693 	    PR_PHINPAGE, "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    694 }
    695 #endif /* defined(_KERNEL) */
    696 
    697 static int
    698 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    699     int spanbttype)
    700 {
    701 	bt_t *btspan;
    702 	bt_t *btfree;
    703 
    704 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    705 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    706 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    707 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    708 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    709 
    710 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    711 	if (btspan == NULL) {
    712 		return ENOMEM;
    713 	}
    714 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    715 	if (btfree == NULL) {
    716 		bt_free(vm, btspan);
    717 		return ENOMEM;
    718 	}
    719 
    720 	btspan->bt_type = spanbttype;
    721 	btspan->bt_start = addr;
    722 	btspan->bt_size = size;
    723 
    724 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    725 	btfree->bt_start = addr;
    726 	btfree->bt_size = size;
    727 
    728 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    729 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    730 	bt_insfree(vm, btfree);
    731 	vm->vm_size += size;
    732 
    733 	return 0;
    734 }
    735 
    736 static void
    737 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    738 {
    739 
    740 #if defined(QCACHE)
    741 	qc_destroy(vm);
    742 #endif /* defined(QCACHE) */
    743 	VMEM_LOCK(vm);
    744 
    745 	for (int i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    746 		bt_t *bt;
    747 
    748 		while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    749 			KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    750 			LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    751 			bt_free(vm, bt);
    752 		}
    753 	}
    754 
    755 	/* bt_freetrim() drops the lock. */
    756 	bt_freetrim(vm, 0);
    757 	if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    758 		xfree(vm->vm_hashlist,
    759 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * vm->vm_hashsize);
    760 	}
    761 
    762 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    763 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    764 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    765 }
    766 
    767 static int
    768 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    769 {
    770 	vmem_addr_t addr;
    771 	int rc;
    772 
    773 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    774 
    775 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    776 		return EINVAL;
    777 	}
    778 
    779 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    780 		size *= 16;
    781 	}
    782 
    783 	VMEM_UNLOCK(vm);
    784 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    785 		rc = __FPTRCAST(vmem_ximport_t *, vm->vm_importfn)(vm->vm_arg,
    786 		    size, &size, flags, &addr);
    787 	} else {
    788 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    789 	}
    790 	VMEM_LOCK(vm);
    791 
    792 	if (rc) {
    793 		return ENOMEM;
    794 	}
    795 
    796 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    797 		VMEM_UNLOCK(vm);
    798 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    799 		VMEM_LOCK(vm);
    800 		return ENOMEM;
    801 	}
    802 
    803 	return 0;
    804 }
    805 
    806 static int
    807 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    808 {
    809 	bt_t *bt;
    810 	int i;
    811 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    812 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    813 	size_t oldhashsize;
    814 
    815 	KASSERT(newhashsize > 0);
    816 
    817 	/* Round hash size up to a power of 2. */
    818 	newhashsize = 1 << (ilog2(newhashsize) + 1);
    819 
    820 	newhashlist =
    821 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist) * newhashsize, flags);
    822 	if (newhashlist == NULL) {
    823 		return ENOMEM;
    824 	}
    825 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    826 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    827 	}
    828 
    829 	VMEM_LOCK(vm);
    830 	/* Decay back to a small hash slowly. */
    831 	if (vm->vm_maxbusytag >= 2) {
    832 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_maxbusytag / 2 - 1;
    833 		if (vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    834 			vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    835 		}
    836 	} else {
    837 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    838 	}
    839 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    840 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    841 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    842 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    843 	vm->vm_hashmask = newhashsize - 1;
    844 	if (oldhashlist == NULL) {
    845 		VMEM_UNLOCK(vm);
    846 		return 0;
    847 	}
    848 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    849 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    850 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    851 			bt_insbusy(vm, bt);
    852 		}
    853 	}
    854 	VMEM_UNLOCK(vm);
    855 
    856 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    857 		xfree(oldhashlist,
    858 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * oldhashsize);
    859 	}
    860 
    861 	return 0;
    862 }
    863 
    864 /*
    865  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    866  *
    867  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    868  * before calling us.
    869  */
    870 
    871 static int
    872 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    873     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    874     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    875 {
    876 	vmem_addr_t start;
    877 	vmem_addr_t end;
    878 
    879 	KASSERT(size > 0);
    880 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    881 
    882 	/*
    883 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    884 	 * unsigned integer of the same size.
    885 	 */
    886 
    887 	start = bt->bt_start;
    888 	if (start < minaddr) {
    889 		start = minaddr;
    890 	}
    891 	end = BT_END(bt);
    892 	if (end > maxaddr) {
    893 		end = maxaddr;
    894 	}
    895 	if (start > end) {
    896 		return ENOMEM;
    897 	}
    898 
    899 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    900 	if (start < bt->bt_start) {
    901 		start += align;
    902 	}
    903 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    904 		KASSERT(align < nocross);
    905 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    906 	}
    907 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    908 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    909 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    910 		KASSERT(minaddr <= start);
    911 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    912 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    913 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    914 		*addrp = start;
    915 		return 0;
    916 	}
    917 	return ENOMEM;
    918 }
    919 
    920 /* ---- vmem API */
    921 
    922 /*
    923  * vmem_init: creates a vmem arena.
    924  */
    925 
    926 vmem_t *
    927 vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    928     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    929     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    930     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    931 {
    932 	int i;
    933 
    934 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    935 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    936 	KASSERT(quantum > 0);
    937 
    938 #if defined(_KERNEL)
    939 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    940 	if (!vmem_bootstrapped) {
    941 		vmem_bootstrap();
    942 	}
    943 #endif /* defined(_KERNEL) */
    944 
    945 	if (vm == NULL) {
    946 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    947 	}
    948 	if (vm == NULL) {
    949 		return NULL;
    950 	}
    951 
    952 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    953 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    954 	vm->vm_flags = flags;
    955 	vm->vm_nfreetags = 0;
    956 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    957 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    958 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    959 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    960 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    961 	vm->vm_importfn = importfn;
    962 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    963 	vm->vm_arg = arg;
    964 	vm->vm_nbusytag = 0;
    965 	vm->vm_maxbusytag = 0;
    966 	vm->vm_size = 0;
    967 	vm->vm_inuse = 0;
    968 #if defined(QCACHE)
    969 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    970 #endif /* defined(QCACHE) */
    971 
    972 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    973 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    974 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    975 	}
    976 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(vm->vm_hash0));
    977 	vm->vm_hashsize = 1;
    978 	vm->vm_hashmask = vm->vm_hashsize - 1;
    979 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    980 
    981 	if (size != 0) {
    982 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    983 			vmem_destroy1(vm);
    984 			return NULL;
    985 		}
    986 	}
    987 
    988 #if defined(_KERNEL)
    989 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    990 		bt_refill(vm);
    991 	}
    992 
    993 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    994 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    995 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    996 #endif /* defined(_KERNEL) */
    997 
    998 	return vm;
    999 }
   1000 
   1001 
   1002 
   1003 /*
   1004  * vmem_create: create an arena.
   1005  *
   1006  * => must not be called from interrupt context.
   1007  */
   1008 
   1009 vmem_t *
   1010 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1011     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1012     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1013 {
   1014 
   1015 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1016 
   1017 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1018 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1019 }
   1020 
   1021 /*
   1022  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1023  *
   1024  * => must not be called from interrupt context.
   1025  */
   1026 
   1027 vmem_t *
   1028 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1029     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1030     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1031 {
   1032 
   1033 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1034 
   1035 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1036 	    __FPTRCAST(vmem_import_t *, importfn), releasefn, source,
   1037 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1038 }
   1039 
   1040 void
   1041 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1042 {
   1043 
   1044 #if defined(_KERNEL)
   1045 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1046 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1047 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1048 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1049 
   1050 	vmem_destroy1(vm);
   1051 }
   1052 
   1053 vmem_size_t
   1054 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1055 {
   1056 
   1057 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1058 }
   1059 
   1060 /*
   1061  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1062  */
   1063 
   1064 int
   1065 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1066 {
   1067 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1068 	int error;
   1069 
   1070 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1071 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1072 
   1073 	KASSERT(size > 0);
   1074 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1075 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1076 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1077 	}
   1078 
   1079 #if defined(QCACHE)
   1080 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1081 		void *p;
   1082 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1083 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1084 
   1085 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1086 		if (addrp != NULL)
   1087 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1088 		error = (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1089 		goto out;
   1090 	}
   1091 #endif /* defined(QCACHE) */
   1092 
   1093 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1094 	    flags, addrp);
   1095 out:
   1096 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1097 	return error;
   1098 }
   1099 
   1100 int
   1101 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1102     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1103     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1104     vmem_addr_t *addrp)
   1105 {
   1106 	struct vmem_freelist *list;
   1107 	struct vmem_freelist *first;
   1108 	struct vmem_freelist *end;
   1109 	bt_t *bt;
   1110 	bt_t *btnew;
   1111 	bt_t *btnew2;
   1112 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1113 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1114 	vmem_addr_t start;
   1115 	int rc;
   1116 
   1117 	KASSERT(size0 > 0);
   1118 	KASSERT(size > 0);
   1119 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1120 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1121 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1122 	}
   1123 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1124 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1125 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1126 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1127 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1128 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1129 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1130 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1131 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1132 
   1133 	if (align == 0) {
   1134 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1135 	}
   1136 
   1137 	/*
   1138 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1139 	 */
   1140 	VMEM_LOCK(vm);
   1141 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1142 	if (btnew == NULL) {
   1143 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1144 		return ENOMEM;
   1145 	}
   1146 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1147 	if (btnew2 == NULL) {
   1148 		bt_free(vm, btnew);
   1149 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1150 		return ENOMEM;
   1151 	}
   1152 
   1153 	/*
   1154 	 * choose a free block from which we allocate.
   1155 	 */
   1156 retry_strat:
   1157 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1158 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1159 retry:
   1160 	bt = NULL;
   1161 	vmem_check(vm);
   1162 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1163 		/*
   1164 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1165 		 *
   1166 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1167 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1168 		 * the given size.
   1169 		 */
   1170 		for (list = first; list < end; list++) {
   1171 			bt = LIST_FIRST(list);
   1172 			if (bt != NULL) {
   1173 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1174 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1175 				if (rc == 0) {
   1176 					goto gotit;
   1177 				}
   1178 				/*
   1179 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1180 				 * here.  the list can be very long and we are
   1181 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1182 				 * lists are larger and have better chances to
   1183 				 * satisfy our restrictions.
   1184 				 */
   1185 			}
   1186 		}
   1187 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1188 		/*
   1189 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1190 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1191 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1192 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1193 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1194 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1195 		 *
   1196 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1197 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1198 		 */
   1199 		for (list = first; list < end; list++) {
   1200 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1201 				if (bt->bt_size >= size) {
   1202 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1203 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1204 					if (rc == 0) {
   1205 						goto gotit;
   1206 					}
   1207 				}
   1208 			}
   1209 		}
   1210 	}
   1211 #if 1
   1212 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1213 		strat = VM_BESTFIT;
   1214 		goto retry_strat;
   1215 	}
   1216 #endif
   1217 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1218 
   1219 		/*
   1220 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1221 		 * satisfy restrictions?
   1222 		 */
   1223 
   1224 		goto fail;
   1225 	}
   1226 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1227 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1228 		goto retry;
   1229 	}
   1230 	/* XXX */
   1231 
   1232 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1233 		vmem_kick_pdaemon();
   1234 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1235 		goto retry;
   1236 	}
   1237 fail:
   1238 	bt_free(vm, btnew);
   1239 	bt_free(vm, btnew2);
   1240 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1241 	return ENOMEM;
   1242 
   1243 gotit:
   1244 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1245 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1246 	bt_remfree(vm, bt);
   1247 	vmem_check(vm);
   1248 	if (bt->bt_start != start) {
   1249 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1250 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1251 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1252 		bt->bt_start = start;
   1253 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1254 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1255 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1256 		btnew2 = NULL;
   1257 		vmem_check(vm);
   1258 	}
   1259 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1260 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1261 		/* split */
   1262 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1263 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1264 		btnew->bt_size = size;
   1265 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1266 		bt->bt_size -= size;
   1267 		bt_insfree(vm, bt);
   1268 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1269 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1270 		vmem_check(vm);
   1271 	} else {
   1272 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1273 		bt_insbusy(vm, bt);
   1274 		vmem_check(vm);
   1275 		bt_free(vm, btnew);
   1276 		btnew = bt;
   1277 	}
   1278 	if (btnew2 != NULL) {
   1279 		bt_free(vm, btnew2);
   1280 	}
   1281 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1282 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1283 	if (addrp != NULL)
   1284 		*addrp = btnew->bt_start;
   1285 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1286 	return 0;
   1287 }
   1288 
   1289 /*
   1290  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1291  */
   1292 
   1293 void
   1294 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1295 {
   1296 
   1297 	KASSERT(size > 0);
   1298 
   1299 #if defined(QCACHE)
   1300 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1301 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1302 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1303 
   1304 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1305 		return;
   1306 	}
   1307 #endif /* defined(QCACHE) */
   1308 
   1309 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1310 }
   1311 
   1312 void
   1313 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1314 {
   1315 	bt_t *bt;
   1316 	bt_t *t;
   1317 
   1318 	KASSERT(size > 0);
   1319 
   1320 	VMEM_LOCK(vm);
   1321 
   1322 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1323 	KASSERT(bt != NULL);
   1324 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1325 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1326 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1327 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1328 	bt_rembusy(vm, bt);
   1329 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1330 
   1331 	/* coalesce */
   1332 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1333 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1334 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1335 		bt_remfree(vm, t);
   1336 		bt_remseg(vm, t);
   1337 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1338 		bt_free(vm, t);
   1339 	}
   1340 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1341 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1342 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1343 		bt_remfree(vm, t);
   1344 		bt_remseg(vm, t);
   1345 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1346 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1347 		bt_free(vm, t);
   1348 	}
   1349 
   1350 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1351 	KASSERT(t != NULL);
   1352 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1353 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1354 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1355 		vmem_addr_t spanaddr;
   1356 		vmem_size_t spansize;
   1357 
   1358 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1359 		spanaddr = bt->bt_start;
   1360 		spansize = bt->bt_size;
   1361 		bt_remseg(vm, bt);
   1362 		bt_free(vm, bt);
   1363 		bt_remseg(vm, t);
   1364 		bt_free(vm, t);
   1365 		vm->vm_size -= spansize;
   1366 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1367 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1368 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1369 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1370 	} else {
   1371 		bt_insfree(vm, bt);
   1372 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1373 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1374 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1375 	}
   1376 }
   1377 
   1378 /*
   1379  * vmem_add:
   1380  *
   1381  * => caller must ensure appropriate spl,
   1382  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1383  */
   1384 
   1385 int
   1386 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1387 {
   1388 	int rv;
   1389 
   1390 	VMEM_LOCK(vm);
   1391 	rv = vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1392 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1393 
   1394 	return rv;
   1395 }
   1396 
   1397 /*
   1398  * vmem_size: information about arenas size
   1399  *
   1400  * => return free/allocated size in arena
   1401  */
   1402 vmem_size_t
   1403 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1404 {
   1405 
   1406 	switch (typemask) {
   1407 	case VMEM_ALLOC:
   1408 		return vm->vm_inuse;
   1409 	case VMEM_FREE:
   1410 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1411 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1412 		return vm->vm_size;
   1413 	default:
   1414 		panic("vmem_size");
   1415 	}
   1416 }
   1417 
   1418 /* ---- rehash */
   1419 
   1420 #if defined(_KERNEL)
   1421 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1422 static int vmem_rehash_interval;
   1423 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1424 static struct work vmem_rehash_wk;
   1425 
   1426 static void
   1427 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1428 {
   1429 	vmem_t *vm;
   1430 
   1431 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1432 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1433 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1434 		size_t desired;
   1435 		size_t current;
   1436 
   1437 		desired = atomic_load_relaxed(&vm->vm_maxbusytag);
   1438 		current = atomic_load_relaxed(&vm->vm_hashsize);
   1439 
   1440 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1441 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1442 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1443 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1444 		}
   1445 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1446 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1447 		}
   1448 	}
   1449 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1450 
   1451 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1452 }
   1453 
   1454 static void
   1455 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1456 {
   1457 
   1458 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1459 }
   1460 
   1461 void
   1462 vmem_rehash_start(void)
   1463 {
   1464 	int error;
   1465 
   1466 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1467 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1468 	if (error) {
   1469 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1470 	}
   1471 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1472 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1473 
   1474 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1475 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1476 }
   1477 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1478 
   1479 /* ---- debug */
   1480 
   1481 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1482 
   1483 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1484     __printflike(1, 2));
   1485 
   1486 static const char *
   1487 bt_type_string(int type)
   1488 {
   1489 	static const char * const table[] = {
   1490 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1491 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1492 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1493 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1494 	};
   1495 
   1496 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1497 		return "BOGUS";
   1498 	}
   1499 	return table[type];
   1500 }
   1501 
   1502 static void
   1503 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1504 {
   1505 
   1506 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1507 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1508 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1509 }
   1510 
   1511 static void
   1512 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1513 {
   1514 	const bt_t *bt;
   1515 	int i;
   1516 
   1517 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1518 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1519 		bt_dump(bt, pr);
   1520 	}
   1521 
   1522 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1523 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1524 
   1525 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1526 			continue;
   1527 		}
   1528 
   1529 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1530 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1531 			bt_dump(bt, pr);
   1532 		}
   1533 	}
   1534 }
   1535 
   1536 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1537 
   1538 #if defined(DDB)
   1539 static bt_t *
   1540 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1541 {
   1542 	bt_t *bt;
   1543 
   1544 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1545 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1546 			continue;
   1547 		}
   1548 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1549 			return bt;
   1550 		}
   1551 	}
   1552 
   1553 	return NULL;
   1554 }
   1555 
   1556 void
   1557 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1558 {
   1559 	vmem_t *vm;
   1560 
   1561 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1562 		bt_t *bt;
   1563 
   1564 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1565 		if (bt == NULL) {
   1566 			continue;
   1567 		}
   1568 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1569 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1570 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1571 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1572 	}
   1573 }
   1574 
   1575 void
   1576 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1577 {
   1578 	const vmem_t *vm;
   1579 
   1580 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1581 		vmem_dump(vm, pr);
   1582 	}
   1583 }
   1584 
   1585 void
   1586 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1587 {
   1588 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1589 
   1590 	vmem_dump(vm, pr);
   1591 }
   1592 #endif /* defined(DDB) */
   1593 
   1594 #if defined(_KERNEL)
   1595 #define vmem_printf printf
   1596 #else
   1597 #include <stdio.h>
   1598 #include <stdarg.h>
   1599 
   1600 static void
   1601 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1602 {
   1603 	va_list ap;
   1604 	va_start(ap, fmt);
   1605 	vprintf(fmt, ap);
   1606 	va_end(ap);
   1607 }
   1608 #endif
   1609 
   1610 #if defined(VMEM_SANITY)
   1611 
   1612 static bool
   1613 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1614 {
   1615 	const bt_t *bt, *bt2;
   1616 
   1617 	KASSERT(vm != NULL);
   1618 
   1619 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1620 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1621 			printf("corrupted tag\n");
   1622 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1623 			return false;
   1624 		}
   1625 	}
   1626 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1627 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1628 			if (bt == bt2) {
   1629 				continue;
   1630 			}
   1631 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1632 				continue;
   1633 			}
   1634 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1635 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1636 				printf("overwrapped tags\n");
   1637 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1638 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1639 				return false;
   1640 			}
   1641 		}
   1642 	}
   1643 
   1644 	return true;
   1645 }
   1646 
   1647 static void
   1648 vmem_check(vmem_t *vm)
   1649 {
   1650 
   1651 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1652 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1653 	}
   1654 }
   1655 
   1656 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1657 
   1658 #if defined(UNITTEST)
   1659 int
   1660 main(void)
   1661 {
   1662 	int rc;
   1663 	vmem_t *vm;
   1664 	vmem_addr_t p;
   1665 	struct reg {
   1666 		vmem_addr_t p;
   1667 		vmem_size_t sz;
   1668 		bool x;
   1669 	} *reg = NULL;
   1670 	int nreg = 0;
   1671 	int nalloc = 0;
   1672 	int nfree = 0;
   1673 	vmem_size_t total = 0;
   1674 #if 1
   1675 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1676 #else
   1677 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1678 #endif
   1679 
   1680 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1681 #ifdef _KERNEL
   1682 	    IPL_NONE
   1683 #else
   1684 	    0
   1685 #endif
   1686 	    );
   1687 	if (vm == NULL) {
   1688 		printf("vmem_create\n");
   1689 		exit(EXIT_FAILURE);
   1690 	}
   1691 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1692 
   1693 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1694 	assert(rc == 0);
   1695 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1696 	assert(rc == 0);
   1697 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1698 	assert(rc == 0);
   1699 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1700 	assert(rc == 0);
   1701 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1702 	assert(rc == 0);
   1703 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1704 	assert(rc == 0);
   1705 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1706 	assert(rc == 0);
   1707 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1708 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1709 	assert(rc != 0);
   1710 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1711 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1712 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1713 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1714 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1715 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1716 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1717 	assert(rc != 0);
   1718 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1719 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1720 	assert(rc != 0);
   1721 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1722 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1723 	assert(rc == 0);
   1724 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1725 	for (;;) {
   1726 		struct reg *r;
   1727 		int t = rand() % 100;
   1728 
   1729 		if (t > 45) {
   1730 			/* alloc */
   1731 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1732 			bool x;
   1733 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1734 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1735 
   1736 			if (t > 70) {
   1737 				x = true;
   1738 				/* XXX */
   1739 				align = 1 << (rand() % 15);
   1740 				phase = rand() % 65536;
   1741 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1742 				if (align <= phase) {
   1743 					phase = 0;
   1744 				}
   1745 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1746 				    nocross)) {
   1747 					nocross = 0;
   1748 				}
   1749 				do {
   1750 					minaddr = rand() % 50000;
   1751 					maxaddr = rand() % 70000;
   1752 				} while (minaddr > maxaddr);
   1753 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1754 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1755 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1756 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1757 				    (uint64_t)sz,
   1758 				    (uint64_t)align,
   1759 				    (uint64_t)phase,
   1760 				    (uint64_t)nocross,
   1761 				    (uint64_t)minaddr,
   1762 				    (uint64_t)maxaddr);
   1763 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1764 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1765 			} else {
   1766 				x = false;
   1767 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1768 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1769 			}
   1770 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1771 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1772 			if (rc != 0) {
   1773 				if (x) {
   1774 					continue;
   1775 				}
   1776 				break;
   1777 			}
   1778 			nreg++;
   1779 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1780 			r = &reg[nreg - 1];
   1781 			r->p = p;
   1782 			r->sz = sz;
   1783 			r->x = x;
   1784 			total += sz;
   1785 			nalloc++;
   1786 		} else if (nreg != 0) {
   1787 			/* free */
   1788 			r = &reg[rand() % nreg];
   1789 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1790 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1791 			if (r->x) {
   1792 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1793 			} else {
   1794 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1795 			}
   1796 			total -= r->sz;
   1797 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1798 			*r = reg[nreg - 1];
   1799 			nreg--;
   1800 			nfree++;
   1801 		}
   1802 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1803 	}
   1804 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1805 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1806 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1807 }
   1808 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1809