Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.104
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.104 2020/06/16 01:29:00 thorpej 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 1.104 2020/06/16 01:29:00 thorpej 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 vmem_xfree_bt(vmem_t *, bt_t *);
    198 
    199 static void
    200 vmem_kick_pdaemon(void)
    201 {
    202 #if defined(_KERNEL)
    203 	uvm_kick_pdaemon();
    204 #endif
    205 }
    206 
    207 /* ---- boundary tag */
    208 
    209 static int bt_refill(vmem_t *vm);
    210 static int bt_refill_locked(vmem_t *vm);
    211 
    212 static void *
    213 pool_page_alloc_vmem_meta(struct pool *pp, int flags)
    214 {
    215 	const vm_flag_t vflags = (flags & PR_WAITOK) ? VM_SLEEP: VM_NOSLEEP;
    216 	vmem_addr_t va;
    217 	int ret;
    218 
    219 	ret = vmem_alloc(kmem_meta_arena, pp->pr_alloc->pa_pagesz,
    220 	    (vflags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va);
    221 
    222 	return ret ? NULL : (void *)va;
    223 }
    224 
    225 static void
    226 pool_page_free_vmem_meta(struct pool *pp, void *v)
    227 {
    228 
    229 	vmem_free(kmem_meta_arena, (vmem_addr_t)v, pp->pr_alloc->pa_pagesz);
    230 }
    231 
    232 /* allocator for vmem-pool metadata */
    233 struct pool_allocator pool_allocator_vmem_meta = {
    234 	.pa_alloc = pool_page_alloc_vmem_meta,
    235 	.pa_free = pool_page_free_vmem_meta,
    236 	.pa_pagesz = 0
    237 };
    238 
    239 static int
    240 bt_refill_locked(vmem_t *vm)
    241 {
    242 	bt_t *bt;
    243 
    244 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    245 
    246 	if (vm->vm_nfreetags > BT_MINRESERVE) {
    247 		return 0;
    248 	}
    249 
    250 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    251 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    252 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    253 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    254 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    255 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    256 		vm->vm_nfreetags++;
    257 		vmem_btag_freelist_count--;
    258 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    259 	}
    260 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    261 
    262 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    263 		VMEM_UNLOCK(vm);
    264 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    265 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    266 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    267 		VMEM_LOCK(vm);
    268 		if (bt == NULL)
    269 			break;
    270 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    271 		vm->vm_nfreetags++;
    272 	}
    273 
    274 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    275 		return ENOMEM;
    276 	}
    277 
    278 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    279 		VMEM_UNLOCK(vm);
    280 		(void)bt_refill(kmem_arena);
    281 		(void)bt_refill(kmem_va_meta_arena);
    282 		(void)bt_refill(kmem_meta_arena);
    283 		VMEM_LOCK(vm);
    284 	}
    285 
    286 	return 0;
    287 }
    288 
    289 static int
    290 bt_refill(vmem_t *vm)
    291 {
    292 	int rv;
    293 
    294 	VMEM_LOCK(vm);
    295 	rv = bt_refill_locked(vm);
    296 	VMEM_UNLOCK(vm);
    297 	return rv;
    298 }
    299 
    300 static bt_t *
    301 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    302 {
    303 	bt_t *bt;
    304 
    305 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    306 
    307 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    308 		if (bt_refill_locked(vm)) {
    309 			if ((flags & VM_NOSLEEP) != 0) {
    310 				return NULL;
    311 			}
    312 
    313 			/*
    314 			 * It would be nice to wait for something specific here
    315 			 * but there are multiple ways that a retry could
    316 			 * succeed and we can't wait for multiple things
    317 			 * simultaneously.  So we'll just sleep for an arbitrary
    318 			 * short period of time and retry regardless.
    319 			 * This should be a very rare case.
    320 			 */
    321 
    322 			vmem_kick_pdaemon();
    323 			kpause("btalloc", false, 1, &vm->vm_lock);
    324 		}
    325 	}
    326 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    327 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    328 	vm->vm_nfreetags--;
    329 
    330 	return bt;
    331 }
    332 
    333 static void
    334 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    335 {
    336 
    337 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    338 
    339 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    340 	vm->vm_nfreetags++;
    341 }
    342 
    343 static void
    344 bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    345 {
    346 	bt_t *t;
    347 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    348 
    349 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    350 
    351 	LIST_INIT(&tofree);
    352 
    353 	while (vm->vm_nfreetags > freelimit) {
    354 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    355 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    356 		vm->vm_nfreetags--;
    357 		if (bt >= static_bts
    358 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    359 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    360 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    361 			vmem_btag_freelist_count++;
    362 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    363 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    364 		} else {
    365 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    366 		}
    367 	}
    368 
    369 	VMEM_UNLOCK(vm);
    370 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    371 		t = LIST_FIRST(&tofree);
    372 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
    373 		pool_put(&vmem_btag_pool, t);
    374 	}
    375 }
    376 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    377 
    378 /*
    379  * freelist[0] ... [1, 1]
    380  * freelist[1] ... [2, 3]
    381  * freelist[2] ... [4, 7]
    382  * freelist[3] ... [8, 15]
    383  *  :
    384  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    385  *  :
    386  */
    387 
    388 static struct vmem_freelist *
    389 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    390 {
    391 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    392 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    393 
    394 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    395 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    396 	KASSERT(idx >= 0);
    397 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    398 
    399 	return &vm->vm_freelist[idx];
    400 }
    401 
    402 /*
    403  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    404  * strategy.
    405  *
    406  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    407  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    408  * large enough for the requested size.
    409  */
    410 
    411 static struct vmem_freelist *
    412 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    413 {
    414 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    415 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    416 
    417 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    418 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    419 
    420 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    421 		idx++;
    422 		/* check too large request? */
    423 	}
    424 	KASSERT(idx >= 0);
    425 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    426 
    427 	return &vm->vm_freelist[idx];
    428 }
    429 
    430 /* ---- boundary tag hash */
    431 
    432 static struct vmem_hashlist *
    433 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    434 {
    435 	struct vmem_hashlist *list;
    436 	unsigned int hash;
    437 
    438 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    439 	list = &vm->vm_hashlist[hash & vm->vm_hashmask];
    440 
    441 	return list;
    442 }
    443 
    444 static bt_t *
    445 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    446 {
    447 	struct vmem_hashlist *list;
    448 	bt_t *bt;
    449 
    450 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    451 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    452 		if (bt->bt_start == addr) {
    453 			break;
    454 		}
    455 	}
    456 
    457 	return bt;
    458 }
    459 
    460 static void
    461 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    462 {
    463 
    464 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    465 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    466 	vm->vm_nbusytag--;
    467 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    468 }
    469 
    470 static void
    471 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    472 {
    473 	struct vmem_hashlist *list;
    474 
    475 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    476 
    477 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    478 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    479 	if (++vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    480 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    481 	}
    482 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    483 }
    484 
    485 /* ---- boundary tag list */
    486 
    487 static void
    488 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    489 {
    490 
    491 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    492 }
    493 
    494 static void
    495 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    496 {
    497 
    498 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    499 }
    500 
    501 static void
    502 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    503 {
    504 
    505 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    506 }
    507 
    508 static void
    509 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    510 {
    511 
    512 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    513 
    514 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    515 }
    516 
    517 static void
    518 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    519 {
    520 	struct vmem_freelist *list;
    521 
    522 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    523 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    524 }
    525 
    526 /* ---- vmem internal functions */
    527 
    528 #if defined(QCACHE)
    529 static inline vm_flag_t
    530 prf_to_vmf(int prflags)
    531 {
    532 	vm_flag_t vmflags;
    533 
    534 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    535 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    536 		vmflags = VM_SLEEP;
    537 	} else {
    538 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    539 	}
    540 	return vmflags;
    541 }
    542 
    543 static inline int
    544 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    545 {
    546 	int prflags;
    547 
    548 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    549 		prflags = PR_WAITOK;
    550 	} else {
    551 		prflags = PR_NOWAIT;
    552 	}
    553 	return prflags;
    554 }
    555 
    556 static size_t
    557 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    558 {
    559 	int i;
    560 
    561 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    562 		/* nothing */
    563 	}
    564 	return ORDER2SIZE(i);
    565 }
    566 
    567 static void *
    568 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    569 {
    570 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    571 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    572 	vmem_addr_t addr;
    573 
    574 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    575 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    576 		return NULL;
    577 	return (void *)addr;
    578 }
    579 
    580 static void
    581 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    582 {
    583 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    584 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    585 
    586 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    587 }
    588 
    589 static void
    590 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    591 {
    592 	qcache_t *prevqc;
    593 	struct pool_allocator *pa;
    594 	int qcache_idx_max;
    595 	int i;
    596 
    597 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    598 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    599 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    600 	}
    601 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    602 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    603 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    604 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    605 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    606 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    607 
    608 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    609 	prevqc = NULL;
    610 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    611 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    612 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    613 		pool_cache_t pc;
    614 
    615 		qc->qc_vmem = vm;
    616 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    617 		    vm->vm_name, size);
    618 
    619 		pc = pool_cache_init(size,
    620 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    621 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    622 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    623 
    624 		KASSERT(pc);
    625 
    626 		qc->qc_cache = pc;
    627 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    628 		if (prevqc != NULL &&
    629 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    630 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    631 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    632 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    633 			continue;
    634 		}
    635 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    636 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    637 		prevqc = qc;
    638 	}
    639 }
    640 
    641 static void
    642 qc_destroy(vmem_t *vm)
    643 {
    644 	const qcache_t *prevqc;
    645 	int i;
    646 	int qcache_idx_max;
    647 
    648 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    649 	prevqc = NULL;
    650 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    651 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    652 
    653 		if (prevqc == qc) {
    654 			continue;
    655 		}
    656 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    657 		prevqc = qc;
    658 	}
    659 }
    660 #endif
    661 
    662 #if defined(_KERNEL)
    663 static void
    664 vmem_bootstrap(void)
    665 {
    666 
    667 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    668 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    669 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    670 
    671 	while (static_bt_count-- > 0) {
    672 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    673 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    674 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    675 		vmem_btag_freelist_count++;
    676 	}
    677 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    678 }
    679 
    680 void
    681 vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    682 {
    683 
    684 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    685 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    686 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    687 	    IPL_VM);
    688 
    689 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    690 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    691 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    692 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    693 
    694 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), coherency_unit, 0,
    695 	    PR_PHINPAGE, "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    696 }
    697 #endif /* defined(_KERNEL) */
    698 
    699 static int
    700 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    701     int spanbttype)
    702 {
    703 	bt_t *btspan;
    704 	bt_t *btfree;
    705 
    706 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    707 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    708 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    709 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    710 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    711 
    712 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    713 	if (btspan == NULL) {
    714 		return ENOMEM;
    715 	}
    716 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    717 	if (btfree == NULL) {
    718 		bt_free(vm, btspan);
    719 		return ENOMEM;
    720 	}
    721 
    722 	btspan->bt_type = spanbttype;
    723 	btspan->bt_start = addr;
    724 	btspan->bt_size = size;
    725 
    726 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    727 	btfree->bt_start = addr;
    728 	btfree->bt_size = size;
    729 
    730 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    731 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    732 	bt_insfree(vm, btfree);
    733 	vm->vm_size += size;
    734 
    735 	return 0;
    736 }
    737 
    738 static void
    739 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    740 {
    741 
    742 #if defined(QCACHE)
    743 	qc_destroy(vm);
    744 #endif /* defined(QCACHE) */
    745 	VMEM_LOCK(vm);
    746 
    747 	for (int i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    748 		bt_t *bt;
    749 
    750 		while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    751 			KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    752 			LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    753 			bt_free(vm, bt);
    754 		}
    755 	}
    756 
    757 	/* bt_freetrim() drops the lock. */
    758 	bt_freetrim(vm, 0);
    759 	if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    760 		xfree(vm->vm_hashlist,
    761 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * vm->vm_hashsize);
    762 	}
    763 
    764 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    765 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    766 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    767 }
    768 
    769 static int
    770 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    771 {
    772 	vmem_addr_t addr;
    773 	int rc;
    774 
    775 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    776 
    777 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    778 		return EINVAL;
    779 	}
    780 
    781 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    782 		size *= 16;
    783 	}
    784 
    785 	VMEM_UNLOCK(vm);
    786 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    787 		rc = __FPTRCAST(vmem_ximport_t *, vm->vm_importfn)(vm->vm_arg,
    788 		    size, &size, flags, &addr);
    789 	} else {
    790 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    791 	}
    792 	VMEM_LOCK(vm);
    793 
    794 	if (rc) {
    795 		return ENOMEM;
    796 	}
    797 
    798 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    799 		VMEM_UNLOCK(vm);
    800 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    801 		VMEM_LOCK(vm);
    802 		return ENOMEM;
    803 	}
    804 
    805 	return 0;
    806 }
    807 
    808 static int
    809 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    810 {
    811 	bt_t *bt;
    812 	int i;
    813 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    814 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    815 	size_t oldhashsize;
    816 
    817 	KASSERT(newhashsize > 0);
    818 
    819 	/* Round hash size up to a power of 2. */
    820 	newhashsize = 1 << (ilog2(newhashsize) + 1);
    821 
    822 	newhashlist =
    823 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist) * newhashsize, flags);
    824 	if (newhashlist == NULL) {
    825 		return ENOMEM;
    826 	}
    827 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    828 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    829 	}
    830 
    831 	VMEM_LOCK(vm);
    832 	/* Decay back to a small hash slowly. */
    833 	if (vm->vm_maxbusytag >= 2) {
    834 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_maxbusytag / 2 - 1;
    835 		if (vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    836 			vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    837 		}
    838 	} else {
    839 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    840 	}
    841 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    842 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    843 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    844 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    845 	vm->vm_hashmask = newhashsize - 1;
    846 	if (oldhashlist == NULL) {
    847 		VMEM_UNLOCK(vm);
    848 		return 0;
    849 	}
    850 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    851 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    852 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    853 			bt_insbusy(vm, bt);
    854 		}
    855 	}
    856 	VMEM_UNLOCK(vm);
    857 
    858 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    859 		xfree(oldhashlist,
    860 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * oldhashsize);
    861 	}
    862 
    863 	return 0;
    864 }
    865 
    866 /*
    867  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    868  *
    869  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    870  * before calling us.
    871  */
    872 
    873 static int
    874 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    875     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    876     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    877 {
    878 	vmem_addr_t start;
    879 	vmem_addr_t end;
    880 
    881 	KASSERT(size > 0);
    882 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    883 
    884 	/*
    885 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    886 	 * unsigned integer of the same size.
    887 	 */
    888 
    889 	start = bt->bt_start;
    890 	if (start < minaddr) {
    891 		start = minaddr;
    892 	}
    893 	end = BT_END(bt);
    894 	if (end > maxaddr) {
    895 		end = maxaddr;
    896 	}
    897 	if (start > end) {
    898 		return ENOMEM;
    899 	}
    900 
    901 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    902 	if (start < bt->bt_start) {
    903 		start += align;
    904 	}
    905 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    906 		KASSERT(align < nocross);
    907 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    908 	}
    909 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    910 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    911 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    912 		KASSERT(minaddr <= start);
    913 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    914 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    915 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    916 		*addrp = start;
    917 		return 0;
    918 	}
    919 	return ENOMEM;
    920 }
    921 
    922 /* ---- vmem API */
    923 
    924 /*
    925  * vmem_init: creates a vmem arena.
    926  */
    927 
    928 vmem_t *
    929 vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    930     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    931     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    932     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    933 {
    934 	int i;
    935 
    936 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    937 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    938 	KASSERT(quantum > 0);
    939 
    940 #if defined(_KERNEL)
    941 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    942 	if (!vmem_bootstrapped) {
    943 		vmem_bootstrap();
    944 	}
    945 #endif /* defined(_KERNEL) */
    946 
    947 	if (vm == NULL) {
    948 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    949 	}
    950 	if (vm == NULL) {
    951 		return NULL;
    952 	}
    953 
    954 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    955 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    956 	vm->vm_flags = flags;
    957 	vm->vm_nfreetags = 0;
    958 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    959 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    960 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    961 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    962 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    963 	vm->vm_importfn = importfn;
    964 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    965 	vm->vm_arg = arg;
    966 	vm->vm_nbusytag = 0;
    967 	vm->vm_maxbusytag = 0;
    968 	vm->vm_size = 0;
    969 	vm->vm_inuse = 0;
    970 #if defined(QCACHE)
    971 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    972 #endif /* defined(QCACHE) */
    973 
    974 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    975 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    976 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    977 	}
    978 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(vm->vm_hash0));
    979 	vm->vm_hashsize = 1;
    980 	vm->vm_hashmask = vm->vm_hashsize - 1;
    981 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    982 
    983 	if (size != 0) {
    984 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    985 			vmem_destroy1(vm);
    986 			return NULL;
    987 		}
    988 	}
    989 
    990 #if defined(_KERNEL)
    991 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    992 		bt_refill(vm);
    993 	}
    994 
    995 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    996 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    997 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    998 #endif /* defined(_KERNEL) */
    999 
   1000 	return vm;
   1001 }
   1002 
   1003 
   1004 
   1005 /*
   1006  * vmem_create: create an arena.
   1007  *
   1008  * => must not be called from interrupt context.
   1009  */
   1010 
   1011 vmem_t *
   1012 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1013     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1014     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1015 {
   1016 
   1017 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1018 
   1019 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1020 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1021 }
   1022 
   1023 /*
   1024  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1025  *
   1026  * => must not be called from interrupt context.
   1027  */
   1028 
   1029 vmem_t *
   1030 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1031     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1032     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1033 {
   1034 
   1035 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1036 
   1037 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1038 	    __FPTRCAST(vmem_import_t *, importfn), releasefn, source,
   1039 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1040 }
   1041 
   1042 void
   1043 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1044 {
   1045 
   1046 #if defined(_KERNEL)
   1047 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1048 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1049 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1050 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1051 
   1052 	vmem_destroy1(vm);
   1053 }
   1054 
   1055 vmem_size_t
   1056 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1057 {
   1058 
   1059 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1060 }
   1061 
   1062 /*
   1063  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1064  */
   1065 
   1066 int
   1067 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1068 {
   1069 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1070 	int error;
   1071 
   1072 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1073 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1074 
   1075 	KASSERT(size > 0);
   1076 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1077 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1078 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1079 	}
   1080 
   1081 #if defined(QCACHE)
   1082 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1083 		void *p;
   1084 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1085 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1086 
   1087 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1088 		if (addrp != NULL)
   1089 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1090 		error = (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1091 		goto out;
   1092 	}
   1093 #endif /* defined(QCACHE) */
   1094 
   1095 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1096 	    flags, addrp);
   1097 out:
   1098 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1099 	return error;
   1100 }
   1101 
   1102 int
   1103 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1104     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1105     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1106     vmem_addr_t *addrp)
   1107 {
   1108 	struct vmem_freelist *list;
   1109 	struct vmem_freelist *first;
   1110 	struct vmem_freelist *end;
   1111 	bt_t *bt;
   1112 	bt_t *btnew;
   1113 	bt_t *btnew2;
   1114 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1115 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1116 	vmem_addr_t start;
   1117 	int rc;
   1118 
   1119 	KASSERT(size0 > 0);
   1120 	KASSERT(size > 0);
   1121 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1122 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1123 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1124 	}
   1125 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1126 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1127 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1128 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1129 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1130 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1131 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1132 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1133 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1134 
   1135 	if (align == 0) {
   1136 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1137 	}
   1138 
   1139 	/*
   1140 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1141 	 */
   1142 	VMEM_LOCK(vm);
   1143 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1144 	if (btnew == NULL) {
   1145 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1146 		return ENOMEM;
   1147 	}
   1148 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1149 	if (btnew2 == NULL) {
   1150 		bt_free(vm, btnew);
   1151 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1152 		return ENOMEM;
   1153 	}
   1154 
   1155 	/*
   1156 	 * choose a free block from which we allocate.
   1157 	 */
   1158 retry_strat:
   1159 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1160 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1161 retry:
   1162 	bt = NULL;
   1163 	vmem_check(vm);
   1164 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1165 		/*
   1166 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1167 		 *
   1168 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1169 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1170 		 * the given size.
   1171 		 */
   1172 		for (list = first; list < end; list++) {
   1173 			bt = LIST_FIRST(list);
   1174 			if (bt != NULL) {
   1175 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1176 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1177 				if (rc == 0) {
   1178 					goto gotit;
   1179 				}
   1180 				/*
   1181 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1182 				 * here.  the list can be very long and we are
   1183 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1184 				 * lists are larger and have better chances to
   1185 				 * satisfy our restrictions.
   1186 				 */
   1187 			}
   1188 		}
   1189 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1190 		/*
   1191 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1192 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1193 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1194 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1195 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1196 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1197 		 *
   1198 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1199 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1200 		 */
   1201 		for (list = first; list < end; list++) {
   1202 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1203 				if (bt->bt_size >= size) {
   1204 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1205 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1206 					if (rc == 0) {
   1207 						goto gotit;
   1208 					}
   1209 				}
   1210 			}
   1211 		}
   1212 	}
   1213 #if 1
   1214 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1215 		strat = VM_BESTFIT;
   1216 		goto retry_strat;
   1217 	}
   1218 #endif
   1219 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1220 
   1221 		/*
   1222 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1223 		 * satisfy restrictions?
   1224 		 */
   1225 
   1226 		goto fail;
   1227 	}
   1228 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1229 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1230 		goto retry;
   1231 	}
   1232 	/* XXX */
   1233 
   1234 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1235 		vmem_kick_pdaemon();
   1236 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1237 		goto retry;
   1238 	}
   1239 fail:
   1240 	bt_free(vm, btnew);
   1241 	bt_free(vm, btnew2);
   1242 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1243 	return ENOMEM;
   1244 
   1245 gotit:
   1246 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1247 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1248 	bt_remfree(vm, bt);
   1249 	vmem_check(vm);
   1250 	if (bt->bt_start != start) {
   1251 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1252 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1253 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1254 		bt->bt_start = start;
   1255 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1256 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1257 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1258 		btnew2 = NULL;
   1259 		vmem_check(vm);
   1260 	}
   1261 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1262 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1263 		/* split */
   1264 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1265 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1266 		btnew->bt_size = size;
   1267 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1268 		bt->bt_size -= size;
   1269 		bt_insfree(vm, bt);
   1270 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1271 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1272 		vmem_check(vm);
   1273 	} else {
   1274 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1275 		bt_insbusy(vm, bt);
   1276 		vmem_check(vm);
   1277 		bt_free(vm, btnew);
   1278 		btnew = bt;
   1279 	}
   1280 	if (btnew2 != NULL) {
   1281 		bt_free(vm, btnew2);
   1282 	}
   1283 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1284 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1285 	if (addrp != NULL)
   1286 		*addrp = btnew->bt_start;
   1287 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1288 	return 0;
   1289 }
   1290 
   1291 /*
   1292  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1293  */
   1294 
   1295 void
   1296 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1297 {
   1298 
   1299 	KASSERT(size > 0);
   1300 
   1301 #if defined(QCACHE)
   1302 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1303 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1304 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1305 
   1306 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1307 		return;
   1308 	}
   1309 #endif /* defined(QCACHE) */
   1310 
   1311 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1312 }
   1313 
   1314 void
   1315 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1316 {
   1317 	bt_t *bt;
   1318 
   1319 	KASSERT(size > 0);
   1320 
   1321 	VMEM_LOCK(vm);
   1322 
   1323 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1324 	KASSERT(bt != NULL);
   1325 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1326 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1327 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1328 
   1329 	/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1330 	vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1331 }
   1332 
   1333 void
   1334 vmem_xfreeall(vmem_t *vm)
   1335 {
   1336 	bt_t *bt;
   1337 
   1338 	/* This can't be used if the arena has a quantum cache. */
   1339 	KASSERT(vm->vm_qcache_max == 0);
   1340 
   1341 	for (;;) {
   1342 		VMEM_LOCK(vm);
   1343 		TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1344 			if (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY)
   1345 				break;
   1346 		}
   1347 		if (bt != NULL) {
   1348 			/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1349 			vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1350 		} else {
   1351 			VMEM_UNLOCK(vm);
   1352 			return;
   1353 		}
   1354 	}
   1355 }
   1356 
   1357 static void
   1358 vmem_xfree_bt(vmem_t *vm, bt_t *bt)
   1359 {
   1360 	bt_t *t;
   1361 
   1362 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
   1363 
   1364 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1365 	bt_rembusy(vm, bt);
   1366 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1367 
   1368 	/* coalesce */
   1369 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1370 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1371 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1372 		bt_remfree(vm, t);
   1373 		bt_remseg(vm, t);
   1374 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1375 		bt_free(vm, t);
   1376 	}
   1377 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1378 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1379 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1380 		bt_remfree(vm, t);
   1381 		bt_remseg(vm, t);
   1382 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1383 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1384 		bt_free(vm, t);
   1385 	}
   1386 
   1387 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1388 	KASSERT(t != NULL);
   1389 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1390 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1391 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1392 		vmem_addr_t spanaddr;
   1393 		vmem_size_t spansize;
   1394 
   1395 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1396 		spanaddr = bt->bt_start;
   1397 		spansize = bt->bt_size;
   1398 		bt_remseg(vm, bt);
   1399 		bt_free(vm, bt);
   1400 		bt_remseg(vm, t);
   1401 		bt_free(vm, t);
   1402 		vm->vm_size -= spansize;
   1403 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1404 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1405 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1406 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1407 	} else {
   1408 		bt_insfree(vm, bt);
   1409 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1410 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1411 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1412 	}
   1413 }
   1414 
   1415 /*
   1416  * vmem_add:
   1417  *
   1418  * => caller must ensure appropriate spl,
   1419  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1420  */
   1421 
   1422 int
   1423 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1424 {
   1425 	int rv;
   1426 
   1427 	VMEM_LOCK(vm);
   1428 	rv = vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1429 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1430 
   1431 	return rv;
   1432 }
   1433 
   1434 /*
   1435  * vmem_size: information about arenas size
   1436  *
   1437  * => return free/allocated size in arena
   1438  */
   1439 vmem_size_t
   1440 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1441 {
   1442 
   1443 	switch (typemask) {
   1444 	case VMEM_ALLOC:
   1445 		return vm->vm_inuse;
   1446 	case VMEM_FREE:
   1447 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1448 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1449 		return vm->vm_size;
   1450 	default:
   1451 		panic("vmem_size");
   1452 	}
   1453 }
   1454 
   1455 /* ---- rehash */
   1456 
   1457 #if defined(_KERNEL)
   1458 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1459 static int vmem_rehash_interval;
   1460 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1461 static struct work vmem_rehash_wk;
   1462 
   1463 static void
   1464 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1465 {
   1466 	vmem_t *vm;
   1467 
   1468 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1469 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1470 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1471 		size_t desired;
   1472 		size_t current;
   1473 
   1474 		desired = atomic_load_relaxed(&vm->vm_maxbusytag);
   1475 		current = atomic_load_relaxed(&vm->vm_hashsize);
   1476 
   1477 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1478 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1479 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1480 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1481 		}
   1482 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1483 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1484 		}
   1485 	}
   1486 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1487 
   1488 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1489 }
   1490 
   1491 static void
   1492 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1493 {
   1494 
   1495 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1496 }
   1497 
   1498 void
   1499 vmem_rehash_start(void)
   1500 {
   1501 	int error;
   1502 
   1503 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1504 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1505 	if (error) {
   1506 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1507 	}
   1508 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1509 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1510 
   1511 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1512 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1513 }
   1514 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1515 
   1516 /* ---- debug */
   1517 
   1518 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1519 
   1520 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1521     __printflike(1, 2));
   1522 
   1523 static const char *
   1524 bt_type_string(int type)
   1525 {
   1526 	static const char * const table[] = {
   1527 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1528 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1529 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1530 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1531 	};
   1532 
   1533 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1534 		return "BOGUS";
   1535 	}
   1536 	return table[type];
   1537 }
   1538 
   1539 static void
   1540 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1541 {
   1542 
   1543 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1544 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1545 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1546 }
   1547 
   1548 static void
   1549 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1550 {
   1551 	const bt_t *bt;
   1552 	int i;
   1553 
   1554 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1555 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1556 		bt_dump(bt, pr);
   1557 	}
   1558 
   1559 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1560 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1561 
   1562 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1563 			continue;
   1564 		}
   1565 
   1566 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1567 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1568 			bt_dump(bt, pr);
   1569 		}
   1570 	}
   1571 }
   1572 
   1573 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1574 
   1575 #if defined(DDB)
   1576 static bt_t *
   1577 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1578 {
   1579 	bt_t *bt;
   1580 
   1581 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1582 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1583 			continue;
   1584 		}
   1585 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1586 			return bt;
   1587 		}
   1588 	}
   1589 
   1590 	return NULL;
   1591 }
   1592 
   1593 void
   1594 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1595 {
   1596 	vmem_t *vm;
   1597 
   1598 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1599 		bt_t *bt;
   1600 
   1601 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1602 		if (bt == NULL) {
   1603 			continue;
   1604 		}
   1605 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1606 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1607 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1608 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1609 	}
   1610 }
   1611 
   1612 void
   1613 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1614 {
   1615 	const vmem_t *vm;
   1616 
   1617 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1618 		vmem_dump(vm, pr);
   1619 	}
   1620 }
   1621 
   1622 void
   1623 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1624 {
   1625 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1626 
   1627 	vmem_dump(vm, pr);
   1628 }
   1629 #endif /* defined(DDB) */
   1630 
   1631 #if defined(_KERNEL)
   1632 #define vmem_printf printf
   1633 #else
   1634 #include <stdio.h>
   1635 #include <stdarg.h>
   1636 
   1637 static void
   1638 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1639 {
   1640 	va_list ap;
   1641 	va_start(ap, fmt);
   1642 	vprintf(fmt, ap);
   1643 	va_end(ap);
   1644 }
   1645 #endif
   1646 
   1647 #if defined(VMEM_SANITY)
   1648 
   1649 static bool
   1650 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1651 {
   1652 	const bt_t *bt, *bt2;
   1653 
   1654 	KASSERT(vm != NULL);
   1655 
   1656 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1657 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1658 			printf("corrupted tag\n");
   1659 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1660 			return false;
   1661 		}
   1662 	}
   1663 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1664 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1665 			if (bt == bt2) {
   1666 				continue;
   1667 			}
   1668 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1669 				continue;
   1670 			}
   1671 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1672 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1673 				printf("overwrapped tags\n");
   1674 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1675 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1676 				return false;
   1677 			}
   1678 		}
   1679 	}
   1680 
   1681 	return true;
   1682 }
   1683 
   1684 static void
   1685 vmem_check(vmem_t *vm)
   1686 {
   1687 
   1688 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1689 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1690 	}
   1691 }
   1692 
   1693 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1694 
   1695 #if defined(UNITTEST)
   1696 int
   1697 main(void)
   1698 {
   1699 	int rc;
   1700 	vmem_t *vm;
   1701 	vmem_addr_t p;
   1702 	struct reg {
   1703 		vmem_addr_t p;
   1704 		vmem_size_t sz;
   1705 		bool x;
   1706 	} *reg = NULL;
   1707 	int nreg = 0;
   1708 	int nalloc = 0;
   1709 	int nfree = 0;
   1710 	vmem_size_t total = 0;
   1711 #if 1
   1712 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1713 #else
   1714 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1715 #endif
   1716 
   1717 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1718 #ifdef _KERNEL
   1719 	    IPL_NONE
   1720 #else
   1721 	    0
   1722 #endif
   1723 	    );
   1724 	if (vm == NULL) {
   1725 		printf("vmem_create\n");
   1726 		exit(EXIT_FAILURE);
   1727 	}
   1728 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1729 
   1730 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1731 	assert(rc == 0);
   1732 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1733 	assert(rc == 0);
   1734 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1735 	assert(rc == 0);
   1736 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1737 	assert(rc == 0);
   1738 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1739 	assert(rc == 0);
   1740 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1741 	assert(rc == 0);
   1742 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1743 	assert(rc == 0);
   1744 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1745 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1746 	assert(rc != 0);
   1747 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1748 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1749 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1750 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1751 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1752 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1753 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1754 	assert(rc != 0);
   1755 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1756 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1757 	assert(rc != 0);
   1758 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1759 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1760 	assert(rc == 0);
   1761 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1762 	for (;;) {
   1763 		struct reg *r;
   1764 		int t = rand() % 100;
   1765 
   1766 		if (t > 45) {
   1767 			/* alloc */
   1768 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1769 			bool x;
   1770 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1771 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1772 
   1773 			if (t > 70) {
   1774 				x = true;
   1775 				/* XXX */
   1776 				align = 1 << (rand() % 15);
   1777 				phase = rand() % 65536;
   1778 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1779 				if (align <= phase) {
   1780 					phase = 0;
   1781 				}
   1782 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1783 				    nocross)) {
   1784 					nocross = 0;
   1785 				}
   1786 				do {
   1787 					minaddr = rand() % 50000;
   1788 					maxaddr = rand() % 70000;
   1789 				} while (minaddr > maxaddr);
   1790 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1791 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1792 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1793 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1794 				    (uint64_t)sz,
   1795 				    (uint64_t)align,
   1796 				    (uint64_t)phase,
   1797 				    (uint64_t)nocross,
   1798 				    (uint64_t)minaddr,
   1799 				    (uint64_t)maxaddr);
   1800 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1801 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1802 			} else {
   1803 				x = false;
   1804 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1805 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1806 			}
   1807 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1808 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1809 			if (rc != 0) {
   1810 				if (x) {
   1811 					continue;
   1812 				}
   1813 				break;
   1814 			}
   1815 			nreg++;
   1816 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1817 			r = &reg[nreg - 1];
   1818 			r->p = p;
   1819 			r->sz = sz;
   1820 			r->x = x;
   1821 			total += sz;
   1822 			nalloc++;
   1823 		} else if (nreg != 0) {
   1824 			/* free */
   1825 			r = &reg[rand() % nreg];
   1826 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1827 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1828 			if (r->x) {
   1829 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1830 			} else {
   1831 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1832 			}
   1833 			total -= r->sz;
   1834 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1835 			*r = reg[nreg - 1];
   1836 			nreg--;
   1837 			nfree++;
   1838 		}
   1839 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1840 	}
   1841 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1842 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1843 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1844 }
   1845 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1846