Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.27.2.7
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.27.2.7 2007/10/27 09:18:54 yamt Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c)2006 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  * todo:
     36  * -	decide how to import segments for vmem_xalloc.
     37  * -	don't rely on malloc(9).
     38  */
     39 
     40 #include <sys/cdefs.h>
     41 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.27.2.7 2007/10/27 09:18:54 yamt Exp $");
     42 
     43 #define	VMEM_DEBUG
     44 #if defined(_KERNEL)
     45 #define	QCACHE
     46 #endif /* defined(_KERNEL) */
     47 
     48 #include <sys/param.h>
     49 #include <sys/hash.h>
     50 #include <sys/queue.h>
     51 
     52 #if defined(_KERNEL)
     53 #include <sys/systm.h>
     54 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     55 #include <sys/callout.h>
     56 #include <sys/lock.h>
     57 #include <sys/malloc.h>
     58 #include <sys/once.h>
     59 #include <sys/pool.h>
     60 #include <sys/proc.h>
     61 #include <sys/vmem.h>
     62 #include <sys/workqueue.h>
     63 #else /* defined(_KERNEL) */
     64 #include "../sys/vmem.h"
     65 #endif /* defined(_KERNEL) */
     66 
     67 #if defined(_KERNEL)
     68 #define	LOCK_DECL(name)		kmutex_t name
     69 #else /* defined(_KERNEL) */
     70 #include <errno.h>
     71 #include <assert.h>
     72 #include <stdlib.h>
     73 
     74 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     75 #define	LOCK_DECL(name)		/* nothing */
     76 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
     77 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
     78 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
     79 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
     80 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
     81 #define	ASSERT_SLEEPABLE(lk, msg) /* nothing */
     82 #define	IPL_VM			0
     83 #endif /* defined(_KERNEL) */
     84 
     85 struct vmem;
     86 struct vmem_btag;
     87 
     88 #if defined(VMEM_DEBUG)
     89 void vmem_dump(const vmem_t *);
     90 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
     91 
     92 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
     93 
     94 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
     95 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	8192	/* XXX */
     96 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	VMEM_HASHSIZE_MIN
     97 
     98 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
     99 
    100 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    101 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    102 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    103 
    104 #if defined(QCACHE)
    105 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    106 
    107 #define	QC_NAME_MAX	16
    108 
    109 struct qcache {
    110 	pool_cache_t qc_cache;
    111 	vmem_t *qc_vmem;
    112 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    113 };
    114 typedef struct qcache qcache_t;
    115 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
    116 #endif /* defined(QCACHE) */
    117 
    118 /* vmem arena */
    119 struct vmem {
    120 	LOCK_DECL(vm_lock);
    121 	vmem_addr_t (*vm_allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
    122 	    vm_flag_t);
    123 	void (*vm_freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
    124 	vmem_t *vm_source;
    125 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    126 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    127 	size_t vm_hashsize;
    128 	size_t vm_nbusytag;
    129 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    130 	size_t vm_quantum_mask;
    131 	int vm_quantum_shift;
    132 	const char *vm_name;
    133 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    134 
    135 #if defined(QCACHE)
    136 	/* quantum cache */
    137 	size_t vm_qcache_max;
    138 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    139 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    140 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    141 #endif /* defined(QCACHE) */
    142 };
    143 
    144 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    145 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    146 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    147 #ifdef notyet /* XXX needs vmlocking branch changes */
    148 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DRIVER, ipl)
    149 #else
    150 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DRIVER, IPL_VM)
    151 #endif
    152 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    153 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    154 
    155 /* boundary tag */
    156 struct vmem_btag {
    157 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    158 	union {
    159 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    160 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    161 	} bt_u;
    162 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    163 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    164 	vmem_addr_t bt_start;
    165 	vmem_size_t bt_size;
    166 	int bt_type;
    167 };
    168 
    169 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    170 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    171 #define	BT_TYPE_FREE		3
    172 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    173 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    174 
    175 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
    176 
    177 typedef struct vmem_btag bt_t;
    178 
    179 /* ---- misc */
    180 
    181 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    182 	(-(-(addr) & -(align)))
    183 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    184 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    185 
    186 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    187 
    188 static int
    189 calc_order(vmem_size_t size)
    190 {
    191 	vmem_size_t target;
    192 	int i;
    193 
    194 	KASSERT(size != 0);
    195 
    196 	i = 0;
    197 	target = size >> 1;
    198 	while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
    199 		i++;
    200 	}
    201 
    202 	KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
    203 	KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
    204 
    205 	return i;
    206 }
    207 
    208 #if defined(_KERNEL)
    209 static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
    210 #endif /* defined(_KERNEL) */
    211 
    212 static void *
    213 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    214 {
    215 
    216 #if defined(_KERNEL)
    217 	return malloc(sz, M_VMEM,
    218 	    M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
    219 #else /* defined(_KERNEL) */
    220 	return malloc(sz);
    221 #endif /* defined(_KERNEL) */
    222 }
    223 
    224 static void
    225 xfree(void *p)
    226 {
    227 
    228 #if defined(_KERNEL)
    229 	return free(p, M_VMEM);
    230 #else /* defined(_KERNEL) */
    231 	return free(p);
    232 #endif /* defined(_KERNEL) */
    233 }
    234 
    235 /* ---- boundary tag */
    236 
    237 #if defined(_KERNEL)
    238 static struct pool_cache bt_cache;
    239 #endif /* defined(_KERNEL) */
    240 
    241 static bt_t *
    242 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    243 {
    244 	bt_t *bt;
    245 
    246 #if defined(_KERNEL)
    247 	bt = pool_cache_get(&bt_cache,
    248 	    (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
    249 #else /* defined(_KERNEL) */
    250 	bt = malloc(sizeof *bt);
    251 #endif /* defined(_KERNEL) */
    252 
    253 	return bt;
    254 }
    255 
    256 static void
    257 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    258 {
    259 
    260 #if defined(_KERNEL)
    261 	pool_cache_put(&bt_cache, bt);
    262 #else /* defined(_KERNEL) */
    263 	free(bt);
    264 #endif /* defined(_KERNEL) */
    265 }
    266 
    267 /*
    268  * freelist[0] ... [1, 1]
    269  * freelist[1] ... [2, 3]
    270  * freelist[2] ... [4, 7]
    271  * freelist[3] ... [8, 15]
    272  *  :
    273  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    274  *  :
    275  */
    276 
    277 static struct vmem_freelist *
    278 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    279 {
    280 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    281 	int idx;
    282 
    283 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    284 	KASSERT(size != 0);
    285 
    286 	idx = calc_order(qsize);
    287 	KASSERT(idx >= 0);
    288 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    289 
    290 	return &vm->vm_freelist[idx];
    291 }
    292 
    293 static struct vmem_freelist *
    294 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    295 {
    296 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    297 	int idx;
    298 
    299 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    300 	KASSERT(size != 0);
    301 
    302 	idx = calc_order(qsize);
    303 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    304 		idx++;
    305 		/* check too large request? */
    306 	}
    307 	KASSERT(idx >= 0);
    308 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    309 
    310 	return &vm->vm_freelist[idx];
    311 }
    312 
    313 /* ---- boundary tag hash */
    314 
    315 static struct vmem_hashlist *
    316 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    317 {
    318 	struct vmem_hashlist *list;
    319 	unsigned int hash;
    320 
    321 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    322 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    323 
    324 	return list;
    325 }
    326 
    327 static bt_t *
    328 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    329 {
    330 	struct vmem_hashlist *list;
    331 	bt_t *bt;
    332 
    333 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    334 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    335 		if (bt->bt_start == addr) {
    336 			break;
    337 		}
    338 	}
    339 
    340 	return bt;
    341 }
    342 
    343 static void
    344 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    345 {
    346 
    347 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    348 	vm->vm_nbusytag--;
    349 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    350 }
    351 
    352 static void
    353 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    354 {
    355 	struct vmem_hashlist *list;
    356 
    357 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    358 
    359 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    360 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    361 	vm->vm_nbusytag++;
    362 }
    363 
    364 /* ---- boundary tag list */
    365 
    366 static void
    367 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    368 {
    369 
    370 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    371 }
    372 
    373 static void
    374 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    375 {
    376 
    377 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    378 }
    379 
    380 static void
    381 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    382 {
    383 
    384 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    385 }
    386 
    387 static void
    388 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    389 {
    390 
    391 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    392 
    393 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    394 }
    395 
    396 static void
    397 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    398 {
    399 	struct vmem_freelist *list;
    400 
    401 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    402 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    403 }
    404 
    405 /* ---- vmem internal functions */
    406 
    407 #if defined(_KERNEL)
    408 static kmutex_t vmem_list_lock;
    409 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    410 #endif /* defined(_KERNEL) */
    411 
    412 #if defined(QCACHE)
    413 static inline vm_flag_t
    414 prf_to_vmf(int prflags)
    415 {
    416 	vm_flag_t vmflags;
    417 
    418 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    419 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    420 		vmflags = VM_SLEEP;
    421 	} else {
    422 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    423 	}
    424 	return vmflags;
    425 }
    426 
    427 static inline int
    428 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    429 {
    430 	int prflags;
    431 
    432 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    433 		prflags = PR_WAITOK;
    434 	} else {
    435 		prflags = PR_NOWAIT;
    436 	}
    437 	return prflags;
    438 }
    439 
    440 static size_t
    441 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    442 {
    443 	int i;
    444 
    445 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    446 		/* nothing */
    447 	}
    448 	return ORDER2SIZE(i);
    449 }
    450 
    451 static void *
    452 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    453 {
    454 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    455 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    456 
    457 	return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    458 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
    459 }
    460 
    461 static void
    462 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    463 {
    464 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    465 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    466 
    467 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    468 }
    469 
    470 static void
    471 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    472 {
    473 	qcache_t *prevqc;
    474 	struct pool_allocator *pa;
    475 	int qcache_idx_max;
    476 	int i;
    477 
    478 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    479 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    480 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    481 	}
    482 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    483 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    484 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    485 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    486 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    487 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    488 
    489 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    490 	prevqc = NULL;
    491 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    492 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    493 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    494 
    495 		qc->qc_vmem = vm;
    496 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    497 		    vm->vm_name, size);
    498 		qc->qc_cache = pool_cache_init(size,
    499 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    500 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    501 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    502 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    503 		if (prevqc != NULL &&
    504 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    505 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    506 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    507 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    508 			continue;
    509 		}
    510 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    511 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    512 		prevqc = qc;
    513 	}
    514 }
    515 
    516 static void
    517 qc_destroy(vmem_t *vm)
    518 {
    519 	const qcache_t *prevqc;
    520 	int i;
    521 	int qcache_idx_max;
    522 
    523 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    524 	prevqc = NULL;
    525 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    526 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    527 
    528 		if (prevqc == qc) {
    529 			continue;
    530 		}
    531 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    532 		prevqc = qc;
    533 	}
    534 }
    535 
    536 static bool
    537 qc_reap(vmem_t *vm)
    538 {
    539 	const qcache_t *prevqc;
    540 	int i;
    541 	int qcache_idx_max;
    542 	bool didsomething = false;
    543 
    544 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    545 	prevqc = NULL;
    546 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    547 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    548 
    549 		if (prevqc == qc) {
    550 			continue;
    551 		}
    552 		if (pool_cache_reclaim(qc->qc_cache) != 0) {
    553 			didsomething = true;
    554 		}
    555 		prevqc = qc;
    556 	}
    557 
    558 	return didsomething;
    559 }
    560 #endif /* defined(QCACHE) */
    561 
    562 #if defined(_KERNEL)
    563 static int
    564 vmem_init(void)
    565 {
    566 
    567 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    568 	pool_cache_bootstrap(&bt_cache, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembt",
    569 	    NULL, IPL_VM, NULL, NULL, NULL);
    570 	return 0;
    571 }
    572 #endif /* defined(_KERNEL) */
    573 
    574 static vmem_addr_t
    575 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    576     int spanbttype)
    577 {
    578 	bt_t *btspan;
    579 	bt_t *btfree;
    580 
    581 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    582 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    583 
    584 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    585 	if (btspan == NULL) {
    586 		return VMEM_ADDR_NULL;
    587 	}
    588 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    589 	if (btfree == NULL) {
    590 		bt_free(vm, btspan);
    591 		return VMEM_ADDR_NULL;
    592 	}
    593 
    594 	btspan->bt_type = spanbttype;
    595 	btspan->bt_start = addr;
    596 	btspan->bt_size = size;
    597 
    598 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    599 	btfree->bt_start = addr;
    600 	btfree->bt_size = size;
    601 
    602 	VMEM_LOCK(vm);
    603 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    604 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    605 	bt_insfree(vm, btfree);
    606 	VMEM_UNLOCK(vm);
    607 
    608 	return addr;
    609 }
    610 
    611 static void
    612 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    613 {
    614 
    615 #if defined(QCACHE)
    616 	qc_destroy(vm);
    617 #endif /* defined(QCACHE) */
    618 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    619 		int i;
    620 
    621 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    622 			bt_t *bt;
    623 
    624 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    625 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    626 				bt_free(vm, bt);
    627 			}
    628 		}
    629 		xfree(vm->vm_hashlist);
    630 	}
    631 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    632 	xfree(vm);
    633 }
    634 
    635 static int
    636 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    637 {
    638 	vmem_addr_t addr;
    639 
    640 	if (vm->vm_allocfn == NULL) {
    641 		return EINVAL;
    642 	}
    643 
    644 	addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
    645 	if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
    646 		return ENOMEM;
    647 	}
    648 
    649 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
    650 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
    651 		return ENOMEM;
    652 	}
    653 
    654 	return 0;
    655 }
    656 
    657 static int
    658 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    659 {
    660 	bt_t *bt;
    661 	int i;
    662 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    663 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    664 	size_t oldhashsize;
    665 
    666 	KASSERT(newhashsize > 0);
    667 
    668 	newhashlist =
    669 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    670 	if (newhashlist == NULL) {
    671 		return ENOMEM;
    672 	}
    673 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    674 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    675 	}
    676 
    677 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    678 		xfree(newhashlist);
    679 		return EBUSY;
    680 	}
    681 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    682 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    683 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    684 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    685 	if (oldhashlist == NULL) {
    686 		VMEM_UNLOCK(vm);
    687 		return 0;
    688 	}
    689 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    690 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    691 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    692 			bt_insbusy(vm, bt);
    693 		}
    694 	}
    695 	VMEM_UNLOCK(vm);
    696 
    697 	xfree(oldhashlist);
    698 
    699 	return 0;
    700 }
    701 
    702 /*
    703  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    704  */
    705 
    706 static vmem_addr_t
    707 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    708     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
    709 {
    710 	vmem_addr_t start;
    711 	vmem_addr_t end;
    712 
    713 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    714 
    715 	/*
    716 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    717 	 * unsigned integer of the same size.
    718 	 */
    719 
    720 	start = bt->bt_start;
    721 	if (start < minaddr) {
    722 		start = minaddr;
    723 	}
    724 	end = BT_END(bt);
    725 	if (end > maxaddr - 1) {
    726 		end = maxaddr - 1;
    727 	}
    728 	if (start >= end) {
    729 		return VMEM_ADDR_NULL;
    730 	}
    731 
    732 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    733 	if (start < bt->bt_start) {
    734 		start += align;
    735 	}
    736 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    737 		KASSERT(align < nocross);
    738 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    739 	}
    740 	if (start < end && end - start >= size) {
    741 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    742 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    743 		KASSERT(minaddr <= start);
    744 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
    745 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    746 		KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
    747 		return start;
    748 	}
    749 	return VMEM_ADDR_NULL;
    750 }
    751 
    752 /* ---- vmem API */
    753 
    754 /*
    755  * vmem_create: create an arena.
    756  *
    757  * => must not be called from interrupt context.
    758  */
    759 
    760 vmem_t *
    761 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    762     vmem_size_t quantum,
    763     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
    764     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
    765     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
    766     int ipl)
    767 {
    768 	vmem_t *vm;
    769 	int i;
    770 #if defined(_KERNEL)
    771 	static ONCE_DECL(control);
    772 #endif /* defined(_KERNEL) */
    773 
    774 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    775 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    776 
    777 #if defined(_KERNEL)
    778 	if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
    779 		return NULL;
    780 	}
    781 #endif /* defined(_KERNEL) */
    782 	vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    783 	if (vm == NULL) {
    784 		return NULL;
    785 	}
    786 
    787 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    788 	vm->vm_name = name;
    789 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    790 	vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
    791 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    792 	vm->vm_allocfn = allocfn;
    793 	vm->vm_freefn = freefn;
    794 	vm->vm_source = source;
    795 	vm->vm_nbusytag = 0;
    796 #if defined(QCACHE)
    797 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    798 #endif /* defined(QCACHE) */
    799 
    800 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    801 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    802 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    803 	}
    804 	vm->vm_hashlist = NULL;
    805 	if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    806 		vmem_destroy1(vm);
    807 		return NULL;
    808 	}
    809 
    810 	if (size != 0) {
    811 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
    812 			vmem_destroy1(vm);
    813 			return NULL;
    814 		}
    815 	}
    816 
    817 #if defined(_KERNEL)
    818 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    819 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    820 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    821 #endif /* defined(_KERNEL) */
    822 
    823 	return vm;
    824 }
    825 
    826 void
    827 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    828 {
    829 
    830 #if defined(_KERNEL)
    831 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    832 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
    833 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    834 #endif /* defined(_KERNEL) */
    835 
    836 	vmem_destroy1(vm);
    837 }
    838 
    839 vmem_size_t
    840 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    841 {
    842 
    843 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
    844 }
    845 
    846 /*
    847  * vmem_alloc:
    848  *
    849  * => caller must ensure appropriate spl,
    850  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
    851  */
    852 
    853 vmem_addr_t
    854 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vm_flag_t flags)
    855 {
    856 	const vmem_size_t size __unused = vmem_roundup_size(vm, size0);
    857 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
    858 
    859 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    860 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    861 
    862 	KASSERT(size0 > 0);
    863 	KASSERT(size > 0);
    864 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    865 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    866 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    867 	}
    868 
    869 #if defined(QCACHE)
    870 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
    871 		int qidx = size >> vm->vm_quantum_shift;
    872 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
    873 
    874 		return (vmem_addr_t)pool_cache_get(qc->qc_cache,
    875 		    vmf_to_prf(flags));
    876 	}
    877 #endif /* defined(QCACHE) */
    878 
    879 	return vmem_xalloc(vm, size0, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
    880 }
    881 
    882 vmem_addr_t
    883 vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    884     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
    885     vm_flag_t flags)
    886 {
    887 	struct vmem_freelist *list;
    888 	struct vmem_freelist *first;
    889 	struct vmem_freelist *end;
    890 	bt_t *bt;
    891 	bt_t *btnew;
    892 	bt_t *btnew2;
    893 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
    894 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
    895 	vmem_addr_t start;
    896 
    897 	KASSERT(size0 > 0);
    898 	KASSERT(size > 0);
    899 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    900 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    901 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    902 	}
    903 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    904 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
    905 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    906 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    907 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
    908 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
    909 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
    910 	KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
    911 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
    912 
    913 	if (align == 0) {
    914 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
    915 	}
    916 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
    917 	if (btnew == NULL) {
    918 		return VMEM_ADDR_NULL;
    919 	}
    920 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
    921 	if (btnew2 == NULL) {
    922 		bt_free(vm, btnew);
    923 		return VMEM_ADDR_NULL;
    924 	}
    925 
    926 retry_strat:
    927 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
    928 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    929 retry:
    930 	bt = NULL;
    931 	VMEM_LOCK(vm);
    932 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    933 		for (list = first; list < end; list++) {
    934 			bt = LIST_FIRST(list);
    935 			if (bt != NULL) {
    936 				start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    937 				    nocross, minaddr, maxaddr);
    938 				if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    939 					goto gotit;
    940 				}
    941 			}
    942 		}
    943 	} else { /* VM_BESTFIT */
    944 		for (list = first; list < end; list++) {
    945 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
    946 				if (bt->bt_size >= size) {
    947 					start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    948 					    nocross, minaddr, maxaddr);
    949 					if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    950 						goto gotit;
    951 					}
    952 				}
    953 			}
    954 		}
    955 	}
    956 	VMEM_UNLOCK(vm);
    957 #if 1
    958 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    959 		strat = VM_BESTFIT;
    960 		goto retry_strat;
    961 	}
    962 #endif
    963 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
    964 	    nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
    965 
    966 		/*
    967 		 * XXX should try to import a region large enough to
    968 		 * satisfy restrictions?
    969 		 */
    970 
    971 		goto fail;
    972 	}
    973 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
    974 		goto retry;
    975 	}
    976 	/* XXX */
    977 fail:
    978 	bt_free(vm, btnew);
    979 	bt_free(vm, btnew2);
    980 	return VMEM_ADDR_NULL;
    981 
    982 gotit:
    983 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    984 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    985 	bt_remfree(vm, bt);
    986 	if (bt->bt_start != start) {
    987 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    988 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
    989 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
    990 		bt->bt_start = start;
    991 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
    992 		bt_insfree(vm, btnew2);
    993 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
    994 		btnew2 = NULL;
    995 	}
    996 	KASSERT(bt->bt_start == start);
    997 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
    998 		/* split */
    999 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1000 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1001 		btnew->bt_size = size;
   1002 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1003 		bt->bt_size -= size;
   1004 		bt_insfree(vm, bt);
   1005 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1006 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1007 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1008 	} else {
   1009 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1010 		bt_insbusy(vm, bt);
   1011 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1012 		bt_free(vm, btnew);
   1013 		btnew = bt;
   1014 	}
   1015 	if (btnew2 != NULL) {
   1016 		bt_free(vm, btnew2);
   1017 	}
   1018 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1019 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1020 
   1021 	return btnew->bt_start;
   1022 }
   1023 
   1024 /*
   1025  * vmem_free:
   1026  *
   1027  * => caller must ensure appropriate spl,
   1028  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1029  */
   1030 
   1031 void
   1032 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1033 {
   1034 
   1035 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1036 	KASSERT(size > 0);
   1037 
   1038 #if defined(QCACHE)
   1039 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1040 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1041 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1042 
   1043 		return pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1044 	}
   1045 #endif /* defined(QCACHE) */
   1046 
   1047 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1048 }
   1049 
   1050 void
   1051 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1052 {
   1053 	bt_t *bt;
   1054 	bt_t *t;
   1055 
   1056 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1057 	KASSERT(size > 0);
   1058 
   1059 	VMEM_LOCK(vm);
   1060 
   1061 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1062 	KASSERT(bt != NULL);
   1063 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1064 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1065 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1066 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1067 	bt_rembusy(vm, bt);
   1068 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1069 
   1070 	/* coalesce */
   1071 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1072 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1073 		KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
   1074 		bt_remfree(vm, t);
   1075 		bt_remseg(vm, t);
   1076 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1077 		bt_free(vm, t);
   1078 	}
   1079 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1080 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1081 		KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
   1082 		bt_remfree(vm, t);
   1083 		bt_remseg(vm, t);
   1084 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1085 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1086 		bt_free(vm, t);
   1087 	}
   1088 
   1089 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1090 	KASSERT(t != NULL);
   1091 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1092 	if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1093 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1094 		vmem_addr_t spanaddr;
   1095 		vmem_size_t spansize;
   1096 
   1097 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1098 		spanaddr = bt->bt_start;
   1099 		spansize = bt->bt_size;
   1100 		bt_remseg(vm, bt);
   1101 		bt_free(vm, bt);
   1102 		bt_remseg(vm, t);
   1103 		bt_free(vm, t);
   1104 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1105 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
   1106 	} else {
   1107 		bt_insfree(vm, bt);
   1108 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1109 	}
   1110 }
   1111 
   1112 /*
   1113  * vmem_add:
   1114  *
   1115  * => caller must ensure appropriate spl,
   1116  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1117  */
   1118 
   1119 vmem_addr_t
   1120 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1121 {
   1122 
   1123 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1124 }
   1125 
   1126 /*
   1127  * vmem_reap: reap unused resources.
   1128  *
   1129  * => return true if we successfully reaped something.
   1130  */
   1131 
   1132 bool
   1133 vmem_reap(vmem_t *vm)
   1134 {
   1135 	bool didsomething = false;
   1136 
   1137 #if defined(QCACHE)
   1138 	didsomething = qc_reap(vm);
   1139 #endif /* defined(QCACHE) */
   1140 	return didsomething;
   1141 }
   1142 
   1143 /* ---- rehash */
   1144 
   1145 #if defined(_KERNEL)
   1146 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1147 static int vmem_rehash_interval;
   1148 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1149 static struct work vmem_rehash_wk;
   1150 
   1151 static void
   1152 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1153 {
   1154 	vmem_t *vm;
   1155 
   1156 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1157 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1158 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1159 		size_t desired;
   1160 		size_t current;
   1161 		int s;
   1162 
   1163 		s = splvm();
   1164 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1165 			splx(s);
   1166 			continue;
   1167 		}
   1168 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1169 		current = vm->vm_hashsize;
   1170 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1171 		splx(s);
   1172 
   1173 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1174 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1175 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1176 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1177 		}
   1178 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1179 			s = splvm();
   1180 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1181 			splx(s);
   1182 		}
   1183 	}
   1184 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1185 
   1186 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1187 }
   1188 
   1189 static void
   1190 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1191 {
   1192 
   1193 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1194 }
   1195 
   1196 void
   1197 vmem_rehash_start(void)
   1198 {
   1199 	int error;
   1200 
   1201 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1202 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, 0);
   1203 	if (error) {
   1204 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1205 	}
   1206 	callout_init(&vmem_rehash_ch, 0);
   1207 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1208 
   1209 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1210 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1211 }
   1212 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1213 
   1214 /* ---- debug */
   1215 
   1216 #if defined(VMEM_DEBUG)
   1217 
   1218 #if !defined(_KERNEL)
   1219 #include <stdio.h>
   1220 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1221 
   1222 void bt_dump(const bt_t *);
   1223 
   1224 void
   1225 bt_dump(const bt_t *bt)
   1226 {
   1227 
   1228 	printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
   1229 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1230 	    bt->bt_type);
   1231 }
   1232 
   1233 void
   1234 vmem_dump(const vmem_t *vm)
   1235 {
   1236 	const bt_t *bt;
   1237 	int i;
   1238 
   1239 	printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1240 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1241 		bt_dump(bt);
   1242 	}
   1243 
   1244 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1245 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1246 
   1247 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1248 			continue;
   1249 		}
   1250 
   1251 		printf("freelist[%d]\n", i);
   1252 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1253 			bt_dump(bt);
   1254 			if (bt->bt_size) {
   1255 			}
   1256 		}
   1257 	}
   1258 }
   1259 
   1260 #if !defined(_KERNEL)
   1261 
   1262 int
   1263 main()
   1264 {
   1265 	vmem_t *vm;
   1266 	vmem_addr_t p;
   1267 	struct reg {
   1268 		vmem_addr_t p;
   1269 		vmem_size_t sz;
   1270 		bool x;
   1271 	} *reg = NULL;
   1272 	int nreg = 0;
   1273 	int nalloc = 0;
   1274 	int nfree = 0;
   1275 	vmem_size_t total = 0;
   1276 #if 1
   1277 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1278 #else
   1279 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1280 #endif
   1281 
   1282 	vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
   1283 	    NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
   1284 	if (vm == NULL) {
   1285 		printf("vmem_create\n");
   1286 		exit(EXIT_FAILURE);
   1287 	}
   1288 	vmem_dump(vm);
   1289 
   1290 	p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1291 	p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1292 	p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
   1293 	p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1294 	p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1295 	vmem_dump(vm);
   1296 	for (;;) {
   1297 		struct reg *r;
   1298 		int t = rand() % 100;
   1299 
   1300 		if (t > 45) {
   1301 			/* alloc */
   1302 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1303 			bool x;
   1304 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1305 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1306 
   1307 			if (t > 70) {
   1308 				x = true;
   1309 				/* XXX */
   1310 				align = 1 << (rand() % 15);
   1311 				phase = rand() % 65536;
   1312 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1313 				if (align <= phase) {
   1314 					phase = 0;
   1315 				}
   1316 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1317 				    nocross)) {
   1318 					nocross = 0;
   1319 				}
   1320 				minaddr = rand() % 50000;
   1321 				maxaddr = rand() % 70000;
   1322 				if (minaddr > maxaddr) {
   1323 					minaddr = 0;
   1324 					maxaddr = 0;
   1325 				}
   1326 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1327 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1328 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1329 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1330 				    (uint64_t)sz,
   1331 				    (uint64_t)align,
   1332 				    (uint64_t)phase,
   1333 				    (uint64_t)nocross,
   1334 				    (uint64_t)minaddr,
   1335 				    (uint64_t)maxaddr);
   1336 				p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1337 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
   1338 			} else {
   1339 				x = false;
   1340 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1341 				p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
   1342 			}
   1343 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1344 			vmem_dump(vm);
   1345 			if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
   1346 				if (x) {
   1347 					continue;
   1348 				}
   1349 				break;
   1350 			}
   1351 			nreg++;
   1352 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1353 			r = &reg[nreg - 1];
   1354 			r->p = p;
   1355 			r->sz = sz;
   1356 			r->x = x;
   1357 			total += sz;
   1358 			nalloc++;
   1359 		} else if (nreg != 0) {
   1360 			/* free */
   1361 			r = &reg[rand() % nreg];
   1362 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1363 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1364 			if (r->x) {
   1365 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1366 			} else {
   1367 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1368 			}
   1369 			total -= r->sz;
   1370 			vmem_dump(vm);
   1371 			*r = reg[nreg - 1];
   1372 			nreg--;
   1373 			nfree++;
   1374 		}
   1375 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1376 	}
   1377 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1378 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1379 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1380 }
   1381 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1382 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
   1383