Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.109
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.109 2023/04/09 09:18:09 riastradh 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 interference 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 1.109 2023/04/09 09:18:09 riastradh 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 boundary 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);
    395 	KASSERT(qsize != 0);
    396 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    397 	KASSERT(idx >= 0);
    398 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    399 
    400 	return &vm->vm_freelist[idx];
    401 }
    402 
    403 /*
    404  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    405  * strategy.
    406  *
    407  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    408  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    409  * large enough for the requested size.
    410  */
    411 
    412 static struct vmem_freelist *
    413 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    414 {
    415 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    416 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    417 
    418 	KASSERT(size != 0);
    419 	KASSERT(qsize != 0);
    420 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    421 
    422 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    423 		idx++;
    424 		/* check too large request? */
    425 	}
    426 	KASSERT(idx >= 0);
    427 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    428 
    429 	return &vm->vm_freelist[idx];
    430 }
    431 
    432 /* ---- boundary tag hash */
    433 
    434 static struct vmem_hashlist *
    435 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    436 {
    437 	struct vmem_hashlist *list;
    438 	unsigned int hash;
    439 
    440 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    441 	list = &vm->vm_hashlist[hash & vm->vm_hashmask];
    442 
    443 	return list;
    444 }
    445 
    446 static bt_t *
    447 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    448 {
    449 	struct vmem_hashlist *list;
    450 	bt_t *bt;
    451 
    452 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    453 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    454 		if (bt->bt_start == addr) {
    455 			break;
    456 		}
    457 	}
    458 
    459 	return bt;
    460 }
    461 
    462 static void
    463 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    464 {
    465 
    466 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    467 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    468 	vm->vm_nbusytag--;
    469 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    470 }
    471 
    472 static void
    473 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    474 {
    475 	struct vmem_hashlist *list;
    476 
    477 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    478 
    479 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    480 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    481 	if (++vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    482 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    483 	}
    484 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    485 }
    486 
    487 /* ---- boundary tag list */
    488 
    489 static void
    490 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    491 {
    492 
    493 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    494 }
    495 
    496 static void
    497 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    498 {
    499 
    500 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    501 }
    502 
    503 static void
    504 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    505 {
    506 
    507 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    508 }
    509 
    510 static void
    511 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    512 {
    513 
    514 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    515 
    516 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    517 }
    518 
    519 static void
    520 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    521 {
    522 	struct vmem_freelist *list;
    523 
    524 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    525 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    526 }
    527 
    528 /* ---- vmem internal functions */
    529 
    530 #if defined(QCACHE)
    531 static inline vm_flag_t
    532 prf_to_vmf(int prflags)
    533 {
    534 	vm_flag_t vmflags;
    535 
    536 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    537 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    538 		vmflags = VM_SLEEP;
    539 	} else {
    540 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    541 	}
    542 	return vmflags;
    543 }
    544 
    545 static inline int
    546 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    547 {
    548 	int prflags;
    549 
    550 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    551 		prflags = PR_WAITOK;
    552 	} else {
    553 		prflags = PR_NOWAIT;
    554 	}
    555 	return prflags;
    556 }
    557 
    558 static size_t
    559 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    560 {
    561 	int i;
    562 
    563 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    564 		/* nothing */
    565 	}
    566 	return ORDER2SIZE(i);
    567 }
    568 
    569 static void *
    570 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    571 {
    572 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    573 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    574 	vmem_addr_t addr;
    575 
    576 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    577 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    578 		return NULL;
    579 	return (void *)addr;
    580 }
    581 
    582 static void
    583 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    584 {
    585 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    586 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    587 
    588 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    589 }
    590 
    591 static void
    592 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    593 {
    594 	qcache_t *prevqc;
    595 	struct pool_allocator *pa;
    596 	int qcache_idx_max;
    597 	int i;
    598 
    599 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    600 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    601 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    602 	}
    603 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    604 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    605 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    606 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    607 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    608 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    609 
    610 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    611 	prevqc = NULL;
    612 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    613 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    614 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    615 		pool_cache_t pc;
    616 
    617 		qc->qc_vmem = vm;
    618 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    619 		    vm->vm_name, size);
    620 
    621 		pc = pool_cache_init(size,
    622 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    623 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    624 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    625 
    626 		KASSERT(pc);
    627 
    628 		qc->qc_cache = pc;
    629 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    630 		if (prevqc != NULL &&
    631 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    632 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    633 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    634 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    635 			continue;
    636 		}
    637 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    638 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    639 		prevqc = qc;
    640 	}
    641 }
    642 
    643 static void
    644 qc_destroy(vmem_t *vm)
    645 {
    646 	const qcache_t *prevqc;
    647 	int i;
    648 	int qcache_idx_max;
    649 
    650 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    651 	prevqc = NULL;
    652 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    653 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    654 
    655 		if (prevqc == qc) {
    656 			continue;
    657 		}
    658 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    659 		prevqc = qc;
    660 	}
    661 }
    662 #endif
    663 
    664 #if defined(_KERNEL)
    665 static void
    666 vmem_bootstrap(void)
    667 {
    668 
    669 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    670 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    671 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    672 
    673 	while (static_bt_count-- > 0) {
    674 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    675 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    676 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    677 		vmem_btag_freelist_count++;
    678 	}
    679 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    680 }
    681 
    682 void
    683 vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    684 {
    685 
    686 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    687 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    688 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    689 	    IPL_VM);
    690 
    691 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    692 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    693 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    694 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    695 
    696 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), coherency_unit, 0,
    697 	    PR_PHINPAGE, "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    698 }
    699 #endif /* defined(_KERNEL) */
    700 
    701 static int
    702 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    703     int spanbttype)
    704 {
    705 	bt_t *btspan;
    706 	bt_t *btfree;
    707 
    708 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    709 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    710 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    711 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    712 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    713 
    714 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    715 	if (btspan == NULL) {
    716 		return ENOMEM;
    717 	}
    718 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    719 	if (btfree == NULL) {
    720 		bt_free(vm, btspan);
    721 		return ENOMEM;
    722 	}
    723 
    724 	btspan->bt_type = spanbttype;
    725 	btspan->bt_start = addr;
    726 	btspan->bt_size = size;
    727 
    728 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    729 	btfree->bt_start = addr;
    730 	btfree->bt_size = size;
    731 
    732 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    733 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    734 	bt_insfree(vm, btfree);
    735 	vm->vm_size += size;
    736 
    737 	return 0;
    738 }
    739 
    740 static void
    741 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    742 {
    743 
    744 #if defined(QCACHE)
    745 	qc_destroy(vm);
    746 #endif /* defined(QCACHE) */
    747 	VMEM_LOCK(vm);
    748 
    749 	for (int i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    750 		bt_t *bt;
    751 
    752 		while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    753 			KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    754 			LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    755 			bt_free(vm, bt);
    756 		}
    757 	}
    758 
    759 	/* bt_freetrim() drops the lock. */
    760 	bt_freetrim(vm, 0);
    761 	if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    762 		xfree(vm->vm_hashlist,
    763 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * vm->vm_hashsize);
    764 	}
    765 
    766 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    767 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    768 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    769 }
    770 
    771 static int
    772 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    773 {
    774 	vmem_addr_t addr;
    775 	int rc;
    776 
    777 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
    778 
    779 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    780 		return EINVAL;
    781 	}
    782 
    783 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    784 		size *= 16;
    785 	}
    786 
    787 	VMEM_UNLOCK(vm);
    788 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    789 		rc = __FPTRCAST(vmem_ximport_t *, vm->vm_importfn)(vm->vm_arg,
    790 		    size, &size, flags, &addr);
    791 	} else {
    792 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    793 	}
    794 	VMEM_LOCK(vm);
    795 
    796 	if (rc) {
    797 		return ENOMEM;
    798 	}
    799 
    800 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    801 		VMEM_UNLOCK(vm);
    802 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    803 		VMEM_LOCK(vm);
    804 		return ENOMEM;
    805 	}
    806 
    807 	return 0;
    808 }
    809 
    810 static int
    811 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    812 {
    813 	bt_t *bt;
    814 	int i;
    815 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    816 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    817 	size_t oldhashsize;
    818 
    819 	KASSERT(newhashsize > 0);
    820 
    821 	/* Round hash size up to a power of 2. */
    822 	newhashsize = 1 << (ilog2(newhashsize) + 1);
    823 
    824 	newhashlist =
    825 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist) * newhashsize, flags);
    826 	if (newhashlist == NULL) {
    827 		return ENOMEM;
    828 	}
    829 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    830 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    831 	}
    832 
    833 	VMEM_LOCK(vm);
    834 	/* Decay back to a small hash slowly. */
    835 	if (vm->vm_maxbusytag >= 2) {
    836 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_maxbusytag / 2 - 1;
    837 		if (vm->vm_nbusytag > vm->vm_maxbusytag) {
    838 			vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    839 		}
    840 	} else {
    841 		vm->vm_maxbusytag = vm->vm_nbusytag;
    842 	}
    843 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    844 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    845 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    846 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    847 	vm->vm_hashmask = newhashsize - 1;
    848 	if (oldhashlist == NULL) {
    849 		VMEM_UNLOCK(vm);
    850 		return 0;
    851 	}
    852 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    853 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    854 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    855 			bt_insbusy(vm, bt);
    856 		}
    857 	}
    858 	VMEM_UNLOCK(vm);
    859 
    860 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    861 		xfree(oldhashlist,
    862 		    sizeof(struct vmem_hashlist) * oldhashsize);
    863 	}
    864 
    865 	return 0;
    866 }
    867 
    868 /*
    869  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    870  *
    871  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    872  * before calling us.
    873  */
    874 
    875 static int
    876 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    877     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    878     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    879 {
    880 	vmem_addr_t start;
    881 	vmem_addr_t end;
    882 
    883 	KASSERT(size > 0);
    884 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    885 
    886 	/*
    887 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    888 	 * unsigned integer of the same size.
    889 	 */
    890 
    891 	start = bt->bt_start;
    892 	if (start < minaddr) {
    893 		start = minaddr;
    894 	}
    895 	end = BT_END(bt);
    896 	if (end > maxaddr) {
    897 		end = maxaddr;
    898 	}
    899 	if (start > end) {
    900 		return ENOMEM;
    901 	}
    902 
    903 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    904 	if (start < bt->bt_start) {
    905 		start += align;
    906 	}
    907 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    908 		KASSERT(align < nocross);
    909 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    910 	}
    911 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    912 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    913 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    914 		KASSERT(minaddr <= start);
    915 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    916 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    917 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    918 		*addrp = start;
    919 		return 0;
    920 	}
    921 	return ENOMEM;
    922 }
    923 
    924 /* ---- vmem API */
    925 
    926 /*
    927  * vmem_init: creates a vmem arena.
    928  */
    929 
    930 vmem_t *
    931 vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    932     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    933     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    934     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    935 {
    936 	int i;
    937 
    938 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    939 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    940 	KASSERT(quantum > 0);
    941 
    942 #if defined(_KERNEL)
    943 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    944 	if (!vmem_bootstrapped) {
    945 		vmem_bootstrap();
    946 	}
    947 #endif /* defined(_KERNEL) */
    948 
    949 	if (vm == NULL) {
    950 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    951 	}
    952 	if (vm == NULL) {
    953 		return NULL;
    954 	}
    955 
    956 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    957 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    958 	vm->vm_flags = flags;
    959 	vm->vm_nfreetags = 0;
    960 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    961 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    962 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    963 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    964 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    965 	vm->vm_importfn = importfn;
    966 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    967 	vm->vm_arg = arg;
    968 	vm->vm_nbusytag = 0;
    969 	vm->vm_maxbusytag = 0;
    970 	vm->vm_size = 0;
    971 	vm->vm_inuse = 0;
    972 #if defined(QCACHE)
    973 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    974 #endif /* defined(QCACHE) */
    975 
    976 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    977 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    978 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    979 	}
    980 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(vm->vm_hash0));
    981 	vm->vm_hashsize = 1;
    982 	vm->vm_hashmask = vm->vm_hashsize - 1;
    983 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    984 
    985 	if (size != 0) {
    986 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    987 			vmem_destroy1(vm);
    988 			return NULL;
    989 		}
    990 	}
    991 
    992 #if defined(_KERNEL)
    993 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    994 		bt_refill(vm);
    995 	}
    996 
    997 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    998 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    999 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1000 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1001 
   1002 	return vm;
   1003 }
   1004 
   1005 
   1006 
   1007 /*
   1008  * vmem_create: create an arena.
   1009  *
   1010  * => must not be called from interrupt context.
   1011  */
   1012 
   1013 vmem_t *
   1014 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1015     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1016     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1017 {
   1018 
   1019 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1020 
   1021 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1022 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1023 }
   1024 
   1025 /*
   1026  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1027  *
   1028  * => must not be called from interrupt context.
   1029  */
   1030 
   1031 vmem_t *
   1032 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1033     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1034     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1035 {
   1036 
   1037 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1038 
   1039 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1040 	    __FPTRCAST(vmem_import_t *, importfn), releasefn, source,
   1041 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1042 }
   1043 
   1044 void
   1045 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1046 {
   1047 
   1048 #if defined(_KERNEL)
   1049 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1050 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1051 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1052 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1053 
   1054 	vmem_destroy1(vm);
   1055 }
   1056 
   1057 vmem_size_t
   1058 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1059 {
   1060 
   1061 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1062 }
   1063 
   1064 /*
   1065  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1066  */
   1067 
   1068 int
   1069 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1070 {
   1071 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1072 	int error;
   1073 
   1074 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1075 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1076 
   1077 	KASSERT(size > 0);
   1078 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1079 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1080 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1081 	}
   1082 
   1083 #if defined(QCACHE)
   1084 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1085 		void *p;
   1086 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1087 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1088 
   1089 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1090 		if (addrp != NULL)
   1091 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1092 		error = (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1093 		goto out;
   1094 	}
   1095 #endif /* defined(QCACHE) */
   1096 
   1097 	error = vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1098 	    flags, addrp);
   1099 out:
   1100 	KASSERTMSG(error || addrp == NULL ||
   1101 	    (*addrp & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1102 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1103 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)*addrp);
   1104 	KASSERT(error == 0 || (flags & VM_SLEEP) == 0);
   1105 	return error;
   1106 }
   1107 
   1108 int
   1109 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1110     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1111     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1112     vmem_addr_t *addrp)
   1113 {
   1114 	struct vmem_freelist *list;
   1115 	struct vmem_freelist *first;
   1116 	struct vmem_freelist *end;
   1117 	bt_t *bt;
   1118 	bt_t *btnew;
   1119 	bt_t *btnew2;
   1120 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1121 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1122 	vmem_addr_t start;
   1123 	int rc;
   1124 
   1125 	KASSERT(size0 > 0);
   1126 	KASSERT(size > 0);
   1127 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1128 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1129 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1130 	}
   1131 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1132 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1133 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1134 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1135 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1136 	KASSERT(align == 0 || phase < align);
   1137 	KASSERT(phase == 0 || phase < align);
   1138 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1139 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1140 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1141 
   1142 	if (align == 0) {
   1143 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1144 	}
   1145 
   1146 	/*
   1147 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1148 	 */
   1149 	VMEM_LOCK(vm);
   1150 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1151 	if (btnew == NULL) {
   1152 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1153 		return ENOMEM;
   1154 	}
   1155 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1156 	if (btnew2 == NULL) {
   1157 		bt_free(vm, btnew);
   1158 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1159 		return ENOMEM;
   1160 	}
   1161 
   1162 	/*
   1163 	 * choose a free block from which we allocate.
   1164 	 */
   1165 retry_strat:
   1166 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1167 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1168 retry:
   1169 	bt = NULL;
   1170 	vmem_check(vm);
   1171 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1172 		/*
   1173 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1174 		 *
   1175 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1176 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1177 		 * the given size.
   1178 		 */
   1179 		for (list = first; list < end; list++) {
   1180 			bt = LIST_FIRST(list);
   1181 			if (bt != NULL) {
   1182 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1183 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1184 				if (rc == 0) {
   1185 					goto gotit;
   1186 				}
   1187 				/*
   1188 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1189 				 * here.  the list can be very long and we are
   1190 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1191 				 * lists are larger and have better chances to
   1192 				 * satisfy our restrictions.
   1193 				 */
   1194 			}
   1195 		}
   1196 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1197 		/*
   1198 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1199 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1200 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1201 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1202 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1203 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1204 		 *
   1205 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1206 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1207 		 */
   1208 		for (list = first; list < end; list++) {
   1209 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1210 				if (bt->bt_size >= size) {
   1211 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1212 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1213 					if (rc == 0) {
   1214 						goto gotit;
   1215 					}
   1216 				}
   1217 			}
   1218 		}
   1219 	}
   1220 #if 1
   1221 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1222 		strat = VM_BESTFIT;
   1223 		goto retry_strat;
   1224 	}
   1225 #endif
   1226 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1227 
   1228 		/*
   1229 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1230 		 * satisfy restrictions?
   1231 		 */
   1232 
   1233 		goto fail;
   1234 	}
   1235 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1236 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1237 		goto retry;
   1238 	}
   1239 	/* XXX */
   1240 
   1241 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1242 		vmem_kick_pdaemon();
   1243 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1244 		goto retry;
   1245 	}
   1246 fail:
   1247 	bt_free(vm, btnew);
   1248 	bt_free(vm, btnew2);
   1249 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1250 	return ENOMEM;
   1251 
   1252 gotit:
   1253 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1254 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1255 	bt_remfree(vm, bt);
   1256 	vmem_check(vm);
   1257 	if (bt->bt_start != start) {
   1258 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1259 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1260 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1261 		bt->bt_start = start;
   1262 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1263 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1264 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1265 		btnew2 = NULL;
   1266 		vmem_check(vm);
   1267 	}
   1268 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1269 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1270 		/* split */
   1271 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1272 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1273 		btnew->bt_size = size;
   1274 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1275 		bt->bt_size -= size;
   1276 		bt_insfree(vm, bt);
   1277 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1278 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1279 		vmem_check(vm);
   1280 	} else {
   1281 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1282 		bt_insbusy(vm, bt);
   1283 		vmem_check(vm);
   1284 		bt_free(vm, btnew);
   1285 		btnew = bt;
   1286 	}
   1287 	if (btnew2 != NULL) {
   1288 		bt_free(vm, btnew2);
   1289 	}
   1290 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1291 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1292 	if (addrp != NULL)
   1293 		*addrp = btnew->bt_start;
   1294 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1295 	KASSERTMSG(addrp == NULL ||
   1296 	    (*addrp & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1297 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1298 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)*addrp);
   1299 	return 0;
   1300 }
   1301 
   1302 /*
   1303  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1304  */
   1305 
   1306 void
   1307 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1308 {
   1309 
   1310 	KASSERT(size > 0);
   1311 	KASSERTMSG((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1312 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1313 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)addr);
   1314 
   1315 #if defined(QCACHE)
   1316 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1317 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1318 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1319 
   1320 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1321 		return;
   1322 	}
   1323 #endif /* defined(QCACHE) */
   1324 
   1325 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1326 }
   1327 
   1328 void
   1329 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1330 {
   1331 	bt_t *bt;
   1332 
   1333 	KASSERT(size > 0);
   1334 	KASSERTMSG((addr & vm->vm_quantum_mask) == 0,
   1335 	    "vmem %s mask=0x%jx addr=0x%jx",
   1336 	    vm->vm_name, (uintmax_t)vm->vm_quantum_mask, (uintmax_t)addr);
   1337 
   1338 	VMEM_LOCK(vm);
   1339 
   1340 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1341 	KASSERTMSG(bt != NULL, "vmem %s addr 0x%jx size 0x%jx",
   1342 	    vm->vm_name, (uintmax_t)addr, (uintmax_t)size);
   1343 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1344 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1345 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1346 
   1347 	/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1348 	vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1349 }
   1350 
   1351 void
   1352 vmem_xfreeall(vmem_t *vm)
   1353 {
   1354 	bt_t *bt;
   1355 
   1356 	/* This can't be used if the arena has a quantum cache. */
   1357 	KASSERT(vm->vm_qcache_max == 0);
   1358 
   1359 	for (;;) {
   1360 		VMEM_LOCK(vm);
   1361 		TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1362 			if (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY)
   1363 				break;
   1364 		}
   1365 		if (bt != NULL) {
   1366 			/* vmem_xfree_bt() drops the lock. */
   1367 			vmem_xfree_bt(vm, bt);
   1368 		} else {
   1369 			VMEM_UNLOCK(vm);
   1370 			return;
   1371 		}
   1372 	}
   1373 }
   1374 
   1375 static void
   1376 vmem_xfree_bt(vmem_t *vm, bt_t *bt)
   1377 {
   1378 	bt_t *t;
   1379 
   1380 	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm);
   1381 
   1382 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1383 	bt_rembusy(vm, bt);
   1384 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1385 
   1386 	/* coalesce */
   1387 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1388 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1389 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1390 		bt_remfree(vm, t);
   1391 		bt_remseg(vm, t);
   1392 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1393 		bt_free(vm, t);
   1394 	}
   1395 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1396 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1397 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1398 		bt_remfree(vm, t);
   1399 		bt_remseg(vm, t);
   1400 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1401 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1402 		bt_free(vm, t);
   1403 	}
   1404 
   1405 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1406 	KASSERT(t != NULL);
   1407 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1408 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1409 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1410 		vmem_addr_t spanaddr;
   1411 		vmem_size_t spansize;
   1412 
   1413 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1414 		spanaddr = bt->bt_start;
   1415 		spansize = bt->bt_size;
   1416 		bt_remseg(vm, bt);
   1417 		bt_free(vm, bt);
   1418 		bt_remseg(vm, t);
   1419 		bt_free(vm, t);
   1420 		vm->vm_size -= spansize;
   1421 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1422 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1423 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1424 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1425 	} else {
   1426 		bt_insfree(vm, bt);
   1427 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1428 		/* bt_freetrim() drops the lock. */
   1429 		bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1430 	}
   1431 }
   1432 
   1433 /*
   1434  * vmem_add:
   1435  *
   1436  * => caller must ensure appropriate spl,
   1437  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1438  */
   1439 
   1440 int
   1441 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1442 {
   1443 	int rv;
   1444 
   1445 	VMEM_LOCK(vm);
   1446 	rv = vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1447 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1448 
   1449 	return rv;
   1450 }
   1451 
   1452 /*
   1453  * vmem_size: information about arenas size
   1454  *
   1455  * => return free/allocated size in arena
   1456  */
   1457 vmem_size_t
   1458 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1459 {
   1460 
   1461 	switch (typemask) {
   1462 	case VMEM_ALLOC:
   1463 		return vm->vm_inuse;
   1464 	case VMEM_FREE:
   1465 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1466 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1467 		return vm->vm_size;
   1468 	default:
   1469 		panic("vmem_size");
   1470 	}
   1471 }
   1472 
   1473 /* ---- rehash */
   1474 
   1475 #if defined(_KERNEL)
   1476 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1477 static int vmem_rehash_interval;
   1478 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1479 static struct work vmem_rehash_wk;
   1480 
   1481 static void
   1482 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1483 {
   1484 	vmem_t *vm;
   1485 
   1486 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1487 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1488 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1489 		size_t desired;
   1490 		size_t current;
   1491 
   1492 		desired = atomic_load_relaxed(&vm->vm_maxbusytag);
   1493 		current = atomic_load_relaxed(&vm->vm_hashsize);
   1494 
   1495 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1496 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1497 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1498 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1499 		}
   1500 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1501 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1502 		}
   1503 	}
   1504 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1505 
   1506 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1507 }
   1508 
   1509 static void
   1510 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1511 {
   1512 
   1513 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1514 }
   1515 
   1516 void
   1517 vmem_rehash_start(void)
   1518 {
   1519 	int error;
   1520 
   1521 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1522 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1523 	if (error) {
   1524 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1525 	}
   1526 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1527 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1528 
   1529 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1530 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1531 }
   1532 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1533 
   1534 /* ---- debug */
   1535 
   1536 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1537 
   1538 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1539     __printflike(1, 2));
   1540 
   1541 static const char *
   1542 bt_type_string(int type)
   1543 {
   1544 	static const char * const table[] = {
   1545 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1546 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1547 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1548 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1549 	};
   1550 
   1551 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1552 		return "BOGUS";
   1553 	}
   1554 	return table[type];
   1555 }
   1556 
   1557 static void
   1558 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1559 {
   1560 
   1561 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1562 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1563 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1564 }
   1565 
   1566 static void
   1567 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1568 {
   1569 	const bt_t *bt;
   1570 	int i;
   1571 
   1572 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1573 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1574 		bt_dump(bt, pr);
   1575 	}
   1576 
   1577 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1578 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1579 
   1580 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1581 			continue;
   1582 		}
   1583 
   1584 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1585 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1586 			bt_dump(bt, pr);
   1587 		}
   1588 	}
   1589 }
   1590 
   1591 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1592 
   1593 #if defined(DDB)
   1594 static bt_t *
   1595 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1596 {
   1597 	bt_t *bt;
   1598 
   1599 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1600 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1601 			continue;
   1602 		}
   1603 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1604 			return bt;
   1605 		}
   1606 	}
   1607 
   1608 	return NULL;
   1609 }
   1610 
   1611 void
   1612 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1613 {
   1614 	vmem_t *vm;
   1615 
   1616 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1617 		bt_t *bt;
   1618 
   1619 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1620 		if (bt == NULL) {
   1621 			continue;
   1622 		}
   1623 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1624 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1625 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1626 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1627 	}
   1628 }
   1629 
   1630 void
   1631 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1632 {
   1633 	const vmem_t *vm;
   1634 
   1635 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1636 		vmem_dump(vm, pr);
   1637 	}
   1638 }
   1639 
   1640 void
   1641 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1642 {
   1643 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1644 
   1645 	vmem_dump(vm, pr);
   1646 }
   1647 #endif /* defined(DDB) */
   1648 
   1649 #if defined(_KERNEL)
   1650 #define vmem_printf printf
   1651 #else
   1652 #include <stdio.h>
   1653 #include <stdarg.h>
   1654 
   1655 static void
   1656 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1657 {
   1658 	va_list ap;
   1659 	va_start(ap, fmt);
   1660 	vprintf(fmt, ap);
   1661 	va_end(ap);
   1662 }
   1663 #endif
   1664 
   1665 #if defined(VMEM_SANITY)
   1666 
   1667 static bool
   1668 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1669 {
   1670 	const bt_t *bt, *bt2;
   1671 
   1672 	KASSERT(vm != NULL);
   1673 
   1674 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1675 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1676 			printf("corrupted tag\n");
   1677 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1678 			return false;
   1679 		}
   1680 	}
   1681 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1682 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1683 			if (bt == bt2) {
   1684 				continue;
   1685 			}
   1686 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1687 				continue;
   1688 			}
   1689 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1690 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1691 				printf("overwrapped tags\n");
   1692 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1693 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1694 				return false;
   1695 			}
   1696 		}
   1697 	}
   1698 
   1699 	return true;
   1700 }
   1701 
   1702 static void
   1703 vmem_check(vmem_t *vm)
   1704 {
   1705 
   1706 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1707 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1708 	}
   1709 }
   1710 
   1711 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1712 
   1713 #if defined(UNITTEST)
   1714 int
   1715 main(void)
   1716 {
   1717 	int rc;
   1718 	vmem_t *vm;
   1719 	vmem_addr_t p;
   1720 	struct reg {
   1721 		vmem_addr_t p;
   1722 		vmem_size_t sz;
   1723 		bool x;
   1724 	} *reg = NULL;
   1725 	int nreg = 0;
   1726 	int nalloc = 0;
   1727 	int nfree = 0;
   1728 	vmem_size_t total = 0;
   1729 #if 1
   1730 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1731 #else
   1732 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1733 #endif
   1734 
   1735 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1736 #ifdef _KERNEL
   1737 	    IPL_NONE
   1738 #else
   1739 	    0
   1740 #endif
   1741 	    );
   1742 	if (vm == NULL) {
   1743 		printf("vmem_create\n");
   1744 		exit(EXIT_FAILURE);
   1745 	}
   1746 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1747 
   1748 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1749 	assert(rc == 0);
   1750 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1751 	assert(rc == 0);
   1752 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1753 	assert(rc == 0);
   1754 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1755 	assert(rc == 0);
   1756 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1757 	assert(rc == 0);
   1758 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1759 	assert(rc == 0);
   1760 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1761 	assert(rc == 0);
   1762 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1763 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1764 	assert(rc != 0);
   1765 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1766 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1767 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1768 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1769 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1770 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1771 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1772 	assert(rc != 0);
   1773 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1774 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1775 	assert(rc != 0);
   1776 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1777 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1778 	assert(rc == 0);
   1779 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1780 	for (;;) {
   1781 		struct reg *r;
   1782 		int t = rand() % 100;
   1783 
   1784 		if (t > 45) {
   1785 			/* alloc */
   1786 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1787 			bool x;
   1788 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1789 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1790 
   1791 			if (t > 70) {
   1792 				x = true;
   1793 				/* XXX */
   1794 				align = 1 << (rand() % 15);
   1795 				phase = rand() % 65536;
   1796 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1797 				if (align <= phase) {
   1798 					phase = 0;
   1799 				}
   1800 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1801 				    nocross)) {
   1802 					nocross = 0;
   1803 				}
   1804 				do {
   1805 					minaddr = rand() % 50000;
   1806 					maxaddr = rand() % 70000;
   1807 				} while (minaddr > maxaddr);
   1808 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1809 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1810 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1811 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1812 				    (uint64_t)sz,
   1813 				    (uint64_t)align,
   1814 				    (uint64_t)phase,
   1815 				    (uint64_t)nocross,
   1816 				    (uint64_t)minaddr,
   1817 				    (uint64_t)maxaddr);
   1818 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1819 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1820 			} else {
   1821 				x = false;
   1822 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1823 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1824 			}
   1825 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1826 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1827 			if (rc != 0) {
   1828 				if (x) {
   1829 					continue;
   1830 				}
   1831 				break;
   1832 			}
   1833 			nreg++;
   1834 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1835 			r = &reg[nreg - 1];
   1836 			r->p = p;
   1837 			r->sz = sz;
   1838 			r->x = x;
   1839 			total += sz;
   1840 			nalloc++;
   1841 		} else if (nreg != 0) {
   1842 			/* free */
   1843 			r = &reg[rand() % nreg];
   1844 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1845 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1846 			if (r->x) {
   1847 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1848 			} else {
   1849 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1850 			}
   1851 			total -= r->sz;
   1852 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1853 			*r = reg[nreg - 1];
   1854 			nreg--;
   1855 			nfree++;
   1856 		}
   1857 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1858 	}
   1859 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1860 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1861 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1862 }
   1863 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1864