Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.34
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.34 2007/11/06 00:42:44 ad 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 1.34 2007/11/06 00:42:44 ad 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 	struct pool qc_pool;
    111 	struct pool_cache qc_cache;
    112 	vmem_t *qc_vmem;
    113 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    114 };
    115 typedef struct qcache qcache_t;
    116 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool))
    117 #endif /* defined(QCACHE) */
    118 
    119 /* vmem arena */
    120 struct vmem {
    121 	LOCK_DECL(vm_lock);
    122 	vmem_addr_t (*vm_allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
    123 	    vm_flag_t);
    124 	void (*vm_freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
    125 	vmem_t *vm_source;
    126 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    127 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    128 	size_t vm_hashsize;
    129 	size_t vm_nbusytag;
    130 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    131 	size_t vm_quantum_mask;
    132 	int vm_quantum_shift;
    133 	const char *vm_name;
    134 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    135 
    136 #if defined(QCACHE)
    137 	/* quantum cache */
    138 	size_t vm_qcache_max;
    139 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    140 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    141 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    142 #endif /* defined(QCACHE) */
    143 };
    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 #ifdef notyet /* XXX needs vmlocking branch changes */
    149 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DRIVER, ipl)
    150 #else
    151 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DRIVER, IPL_VM)
    152 #endif
    153 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    154 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    155 
    156 /* boundary tag */
    157 struct vmem_btag {
    158 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    159 	union {
    160 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    161 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    162 	} bt_u;
    163 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    164 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    165 	vmem_addr_t bt_start;
    166 	vmem_size_t bt_size;
    167 	int bt_type;
    168 };
    169 
    170 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    171 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    172 #define	BT_TYPE_FREE		3
    173 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    174 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    175 
    176 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
    177 
    178 typedef struct vmem_btag bt_t;
    179 
    180 /* ---- misc */
    181 
    182 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    183 	(-(-(addr) & -(align)))
    184 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    185 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    186 
    187 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    188 
    189 static int
    190 calc_order(vmem_size_t size)
    191 {
    192 	vmem_size_t target;
    193 	int i;
    194 
    195 	KASSERT(size != 0);
    196 
    197 	i = 0;
    198 	target = size >> 1;
    199 	while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
    200 		i++;
    201 	}
    202 
    203 	KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
    204 	KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
    205 
    206 	return i;
    207 }
    208 
    209 #if defined(_KERNEL)
    210 static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
    211 #endif /* defined(_KERNEL) */
    212 
    213 static void *
    214 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    215 {
    216 
    217 #if defined(_KERNEL)
    218 	return malloc(sz, M_VMEM,
    219 	    M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
    220 #else /* defined(_KERNEL) */
    221 	return malloc(sz);
    222 #endif /* defined(_KERNEL) */
    223 }
    224 
    225 static void
    226 xfree(void *p)
    227 {
    228 
    229 #if defined(_KERNEL)
    230 	return free(p, M_VMEM);
    231 #else /* defined(_KERNEL) */
    232 	return free(p);
    233 #endif /* defined(_KERNEL) */
    234 }
    235 
    236 /* ---- boundary tag */
    237 
    238 #if defined(_KERNEL)
    239 static struct pool_cache bt_poolcache;
    240 static POOL_INIT(bt_pool, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembtpl", NULL, IPL_VM);
    241 #endif /* defined(_KERNEL) */
    242 
    243 static bt_t *
    244 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    245 {
    246 	bt_t *bt;
    247 
    248 #if defined(_KERNEL)
    249 	int s;
    250 
    251 	/* XXX bootstrap */
    252 	s = splvm();
    253 	bt = pool_cache_get(&bt_poolcache,
    254 	    (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
    255 	splx(s);
    256 #else /* defined(_KERNEL) */
    257 	bt = malloc(sizeof *bt);
    258 #endif /* defined(_KERNEL) */
    259 
    260 	return bt;
    261 }
    262 
    263 static void
    264 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    265 {
    266 
    267 #if defined(_KERNEL)
    268 	int s;
    269 
    270 	/* XXX bootstrap */
    271 	s = splvm();
    272 	pool_cache_put(&bt_poolcache, bt);
    273 	splx(s);
    274 #else /* defined(_KERNEL) */
    275 	free(bt);
    276 #endif /* defined(_KERNEL) */
    277 }
    278 
    279 /*
    280  * freelist[0] ... [1, 1]
    281  * freelist[1] ... [2, 3]
    282  * freelist[2] ... [4, 7]
    283  * freelist[3] ... [8, 15]
    284  *  :
    285  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    286  *  :
    287  */
    288 
    289 static struct vmem_freelist *
    290 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    291 {
    292 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    293 	int idx;
    294 
    295 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    296 	KASSERT(size != 0);
    297 
    298 	idx = calc_order(qsize);
    299 	KASSERT(idx >= 0);
    300 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    301 
    302 	return &vm->vm_freelist[idx];
    303 }
    304 
    305 static struct vmem_freelist *
    306 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    307 {
    308 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    309 	int idx;
    310 
    311 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    312 	KASSERT(size != 0);
    313 
    314 	idx = calc_order(qsize);
    315 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    316 		idx++;
    317 		/* check too large request? */
    318 	}
    319 	KASSERT(idx >= 0);
    320 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    321 
    322 	return &vm->vm_freelist[idx];
    323 }
    324 
    325 /* ---- boundary tag hash */
    326 
    327 static struct vmem_hashlist *
    328 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    329 {
    330 	struct vmem_hashlist *list;
    331 	unsigned int hash;
    332 
    333 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    334 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    335 
    336 	return list;
    337 }
    338 
    339 static bt_t *
    340 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    341 {
    342 	struct vmem_hashlist *list;
    343 	bt_t *bt;
    344 
    345 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    346 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    347 		if (bt->bt_start == addr) {
    348 			break;
    349 		}
    350 	}
    351 
    352 	return bt;
    353 }
    354 
    355 static void
    356 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    357 {
    358 
    359 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    360 	vm->vm_nbusytag--;
    361 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    362 }
    363 
    364 static void
    365 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    366 {
    367 	struct vmem_hashlist *list;
    368 
    369 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    370 
    371 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    372 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    373 	vm->vm_nbusytag++;
    374 }
    375 
    376 /* ---- boundary tag list */
    377 
    378 static void
    379 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    380 {
    381 
    382 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    383 }
    384 
    385 static void
    386 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    387 {
    388 
    389 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    390 }
    391 
    392 static void
    393 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    394 {
    395 
    396 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    397 }
    398 
    399 static void
    400 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    401 {
    402 
    403 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    404 
    405 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    406 }
    407 
    408 static void
    409 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    410 {
    411 	struct vmem_freelist *list;
    412 
    413 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    414 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    415 }
    416 
    417 /* ---- vmem internal functions */
    418 
    419 #if defined(_KERNEL)
    420 static kmutex_t vmem_list_lock;
    421 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    422 #endif /* defined(_KERNEL) */
    423 
    424 #if defined(QCACHE)
    425 static inline vm_flag_t
    426 prf_to_vmf(int prflags)
    427 {
    428 	vm_flag_t vmflags;
    429 
    430 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    431 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    432 		vmflags = VM_SLEEP;
    433 	} else {
    434 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    435 	}
    436 	return vmflags;
    437 }
    438 
    439 static inline int
    440 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    441 {
    442 	int prflags;
    443 
    444 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    445 		prflags = PR_WAITOK;
    446 	} else {
    447 		prflags = PR_NOWAIT;
    448 	}
    449 	return prflags;
    450 }
    451 
    452 static size_t
    453 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    454 {
    455 	int i;
    456 
    457 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    458 		/* nothing */
    459 	}
    460 	return ORDER2SIZE(i);
    461 }
    462 
    463 static void *
    464 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    465 {
    466 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    467 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    468 
    469 	return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    470 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
    471 }
    472 
    473 static void
    474 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    475 {
    476 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    477 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    478 
    479 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    480 }
    481 
    482 static void
    483 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    484 {
    485 	qcache_t *prevqc;
    486 	struct pool_allocator *pa;
    487 	int qcache_idx_max;
    488 	int i;
    489 
    490 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    491 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    492 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    493 	}
    494 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    495 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    496 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    497 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    498 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    499 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    500 
    501 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    502 	prevqc = NULL;
    503 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    504 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    505 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    506 
    507 		qc->qc_vmem = vm;
    508 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    509 		    vm->vm_name, size);
    510 		pool_init(&qc->qc_pool, size, ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift),
    511 		    0, PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */, qc->qc_name, pa,
    512 		    ipl);
    513 		if (prevqc != NULL &&
    514 		    qc->qc_pool.pr_itemsperpage ==
    515 		    prevqc->qc_pool.pr_itemsperpage) {
    516 			pool_destroy(&qc->qc_pool);
    517 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    518 			continue;
    519 		}
    520 		pool_cache_init(&qc->qc_cache, &qc->qc_pool, NULL, NULL, NULL);
    521 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    522 		prevqc = qc;
    523 	}
    524 }
    525 
    526 static void
    527 qc_destroy(vmem_t *vm)
    528 {
    529 	const qcache_t *prevqc;
    530 	int i;
    531 	int qcache_idx_max;
    532 
    533 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    534 	prevqc = NULL;
    535 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    536 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    537 
    538 		if (prevqc == qc) {
    539 			continue;
    540 		}
    541 		pool_cache_destroy(&qc->qc_cache);
    542 		pool_destroy(&qc->qc_pool);
    543 		prevqc = qc;
    544 	}
    545 }
    546 
    547 static bool
    548 qc_reap(vmem_t *vm)
    549 {
    550 	const qcache_t *prevqc;
    551 	int i;
    552 	int qcache_idx_max;
    553 	bool didsomething = false;
    554 
    555 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    556 	prevqc = NULL;
    557 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    558 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    559 
    560 		if (prevqc == qc) {
    561 			continue;
    562 		}
    563 		if (pool_reclaim(&qc->qc_pool) != 0) {
    564 			didsomething = true;
    565 		}
    566 		prevqc = qc;
    567 	}
    568 
    569 	return didsomething;
    570 }
    571 #endif /* defined(QCACHE) */
    572 
    573 #if defined(_KERNEL)
    574 static int
    575 vmem_init(void)
    576 {
    577 
    578 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    579 	pool_cache_init(&bt_poolcache, &bt_pool, NULL, NULL, NULL);
    580 	return 0;
    581 }
    582 #endif /* defined(_KERNEL) */
    583 
    584 static vmem_addr_t
    585 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    586     int spanbttype)
    587 {
    588 	bt_t *btspan;
    589 	bt_t *btfree;
    590 
    591 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    592 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    593 
    594 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    595 	if (btspan == NULL) {
    596 		return VMEM_ADDR_NULL;
    597 	}
    598 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    599 	if (btfree == NULL) {
    600 		bt_free(vm, btspan);
    601 		return VMEM_ADDR_NULL;
    602 	}
    603 
    604 	btspan->bt_type = spanbttype;
    605 	btspan->bt_start = addr;
    606 	btspan->bt_size = size;
    607 
    608 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    609 	btfree->bt_start = addr;
    610 	btfree->bt_size = size;
    611 
    612 	VMEM_LOCK(vm);
    613 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    614 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    615 	bt_insfree(vm, btfree);
    616 	VMEM_UNLOCK(vm);
    617 
    618 	return addr;
    619 }
    620 
    621 static void
    622 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    623 {
    624 
    625 #if defined(QCACHE)
    626 	qc_destroy(vm);
    627 #endif /* defined(QCACHE) */
    628 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    629 		int i;
    630 
    631 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    632 			bt_t *bt;
    633 
    634 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    635 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    636 				bt_free(vm, bt);
    637 			}
    638 		}
    639 		xfree(vm->vm_hashlist);
    640 	}
    641 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    642 	xfree(vm);
    643 }
    644 
    645 static int
    646 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    647 {
    648 	vmem_addr_t addr;
    649 
    650 	if (vm->vm_allocfn == NULL) {
    651 		return EINVAL;
    652 	}
    653 
    654 	addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
    655 	if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
    656 		return ENOMEM;
    657 	}
    658 
    659 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
    660 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
    661 		return ENOMEM;
    662 	}
    663 
    664 	return 0;
    665 }
    666 
    667 static int
    668 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    669 {
    670 	bt_t *bt;
    671 	int i;
    672 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    673 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    674 	size_t oldhashsize;
    675 
    676 	KASSERT(newhashsize > 0);
    677 
    678 	newhashlist =
    679 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    680 	if (newhashlist == NULL) {
    681 		return ENOMEM;
    682 	}
    683 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    684 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    685 	}
    686 
    687 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    688 		xfree(newhashlist);
    689 		return EBUSY;
    690 	}
    691 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    692 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    693 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    694 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    695 	if (oldhashlist == NULL) {
    696 		VMEM_UNLOCK(vm);
    697 		return 0;
    698 	}
    699 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    700 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    701 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    702 			bt_insbusy(vm, bt);
    703 		}
    704 	}
    705 	VMEM_UNLOCK(vm);
    706 
    707 	xfree(oldhashlist);
    708 
    709 	return 0;
    710 }
    711 
    712 /*
    713  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    714  */
    715 
    716 static vmem_addr_t
    717 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    718     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
    719 {
    720 	vmem_addr_t start;
    721 	vmem_addr_t end;
    722 
    723 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    724 
    725 	/*
    726 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    727 	 * unsigned integer of the same size.
    728 	 */
    729 
    730 	start = bt->bt_start;
    731 	if (start < minaddr) {
    732 		start = minaddr;
    733 	}
    734 	end = BT_END(bt);
    735 	if (end > maxaddr - 1) {
    736 		end = maxaddr - 1;
    737 	}
    738 	if (start >= end) {
    739 		return VMEM_ADDR_NULL;
    740 	}
    741 
    742 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    743 	if (start < bt->bt_start) {
    744 		start += align;
    745 	}
    746 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    747 		KASSERT(align < nocross);
    748 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    749 	}
    750 	if (start < end && end - start >= size) {
    751 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    752 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    753 		KASSERT(minaddr <= start);
    754 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
    755 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    756 		KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
    757 		return start;
    758 	}
    759 	return VMEM_ADDR_NULL;
    760 }
    761 
    762 /* ---- vmem API */
    763 
    764 /*
    765  * vmem_create: create an arena.
    766  *
    767  * => must not be called from interrupt context.
    768  */
    769 
    770 vmem_t *
    771 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    772     vmem_size_t quantum,
    773     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
    774     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
    775     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
    776     int ipl)
    777 {
    778 	vmem_t *vm;
    779 	int i;
    780 #if defined(_KERNEL)
    781 	static ONCE_DECL(control);
    782 #endif /* defined(_KERNEL) */
    783 
    784 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    785 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    786 
    787 #if defined(_KERNEL)
    788 	if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
    789 		return NULL;
    790 	}
    791 #endif /* defined(_KERNEL) */
    792 	vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    793 	if (vm == NULL) {
    794 		return NULL;
    795 	}
    796 
    797 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    798 	vm->vm_name = name;
    799 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    800 	vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
    801 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    802 	vm->vm_allocfn = allocfn;
    803 	vm->vm_freefn = freefn;
    804 	vm->vm_source = source;
    805 	vm->vm_nbusytag = 0;
    806 #if defined(QCACHE)
    807 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    808 #endif /* defined(QCACHE) */
    809 
    810 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    811 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    812 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    813 	}
    814 	vm->vm_hashlist = NULL;
    815 	if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    816 		vmem_destroy1(vm);
    817 		return NULL;
    818 	}
    819 
    820 	if (size != 0) {
    821 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
    822 			vmem_destroy1(vm);
    823 			return NULL;
    824 		}
    825 	}
    826 
    827 #if defined(_KERNEL)
    828 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    829 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    830 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    831 #endif /* defined(_KERNEL) */
    832 
    833 	return vm;
    834 }
    835 
    836 void
    837 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    838 {
    839 
    840 #if defined(_KERNEL)
    841 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    842 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
    843 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    844 #endif /* defined(_KERNEL) */
    845 
    846 	vmem_destroy1(vm);
    847 }
    848 
    849 vmem_size_t
    850 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    851 {
    852 
    853 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
    854 }
    855 
    856 /*
    857  * vmem_alloc:
    858  *
    859  * => caller must ensure appropriate spl,
    860  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
    861  */
    862 
    863 vmem_addr_t
    864 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vm_flag_t flags)
    865 {
    866 	const vmem_size_t size __unused = vmem_roundup_size(vm, size0);
    867 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
    868 
    869 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    870 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    871 
    872 	KASSERT(size0 > 0);
    873 	KASSERT(size > 0);
    874 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    875 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    876 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    877 	}
    878 
    879 #if defined(QCACHE)
    880 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
    881 		int qidx = size >> vm->vm_quantum_shift;
    882 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
    883 
    884 		return (vmem_addr_t)pool_cache_get(&qc->qc_cache,
    885 		    vmf_to_prf(flags));
    886 	}
    887 #endif /* defined(QCACHE) */
    888 
    889 	return vmem_xalloc(vm, size0, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
    890 }
    891 
    892 vmem_addr_t
    893 vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    894     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
    895     vm_flag_t flags)
    896 {
    897 	struct vmem_freelist *list;
    898 	struct vmem_freelist *first;
    899 	struct vmem_freelist *end;
    900 	bt_t *bt;
    901 	bt_t *btnew;
    902 	bt_t *btnew2;
    903 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
    904 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
    905 	vmem_addr_t start;
    906 
    907 	KASSERT(size0 > 0);
    908 	KASSERT(size > 0);
    909 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    910 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    911 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    912 	}
    913 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    914 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
    915 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    916 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    917 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
    918 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
    919 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
    920 	KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
    921 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
    922 
    923 	if (align == 0) {
    924 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
    925 	}
    926 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
    927 	if (btnew == NULL) {
    928 		return VMEM_ADDR_NULL;
    929 	}
    930 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
    931 	if (btnew2 == NULL) {
    932 		bt_free(vm, btnew);
    933 		return VMEM_ADDR_NULL;
    934 	}
    935 
    936 retry_strat:
    937 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
    938 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    939 retry:
    940 	bt = NULL;
    941 	VMEM_LOCK(vm);
    942 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    943 		for (list = first; list < end; list++) {
    944 			bt = LIST_FIRST(list);
    945 			if (bt != NULL) {
    946 				start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    947 				    nocross, minaddr, maxaddr);
    948 				if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    949 					goto gotit;
    950 				}
    951 			}
    952 		}
    953 	} else { /* VM_BESTFIT */
    954 		for (list = first; list < end; list++) {
    955 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
    956 				if (bt->bt_size >= size) {
    957 					start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    958 					    nocross, minaddr, maxaddr);
    959 					if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    960 						goto gotit;
    961 					}
    962 				}
    963 			}
    964 		}
    965 	}
    966 	VMEM_UNLOCK(vm);
    967 #if 1
    968 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    969 		strat = VM_BESTFIT;
    970 		goto retry_strat;
    971 	}
    972 #endif
    973 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
    974 	    nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
    975 
    976 		/*
    977 		 * XXX should try to import a region large enough to
    978 		 * satisfy restrictions?
    979 		 */
    980 
    981 		goto fail;
    982 	}
    983 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
    984 		goto retry;
    985 	}
    986 	/* XXX */
    987 fail:
    988 	bt_free(vm, btnew);
    989 	bt_free(vm, btnew2);
    990 	return VMEM_ADDR_NULL;
    991 
    992 gotit:
    993 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    994 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    995 	bt_remfree(vm, bt);
    996 	if (bt->bt_start != start) {
    997 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    998 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
    999 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1000 		bt->bt_start = start;
   1001 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1002 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1003 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1004 		btnew2 = NULL;
   1005 	}
   1006 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1007 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1008 		/* split */
   1009 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1010 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1011 		btnew->bt_size = size;
   1012 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1013 		bt->bt_size -= size;
   1014 		bt_insfree(vm, bt);
   1015 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1016 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1017 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1018 	} else {
   1019 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1020 		bt_insbusy(vm, bt);
   1021 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1022 		bt_free(vm, btnew);
   1023 		btnew = bt;
   1024 	}
   1025 	if (btnew2 != NULL) {
   1026 		bt_free(vm, btnew2);
   1027 	}
   1028 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1029 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1030 
   1031 	return btnew->bt_start;
   1032 }
   1033 
   1034 /*
   1035  * vmem_free:
   1036  *
   1037  * => caller must ensure appropriate spl,
   1038  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1039  */
   1040 
   1041 void
   1042 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1043 {
   1044 
   1045 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1046 	KASSERT(size > 0);
   1047 
   1048 #if defined(QCACHE)
   1049 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1050 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1051 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1052 
   1053 		return pool_cache_put(&qc->qc_cache, (void *)addr);
   1054 	}
   1055 #endif /* defined(QCACHE) */
   1056 
   1057 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1058 }
   1059 
   1060 void
   1061 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1062 {
   1063 	bt_t *bt;
   1064 	bt_t *t;
   1065 
   1066 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1067 	KASSERT(size > 0);
   1068 
   1069 	VMEM_LOCK(vm);
   1070 
   1071 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1072 	KASSERT(bt != NULL);
   1073 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1074 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1075 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1076 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1077 	bt_rembusy(vm, bt);
   1078 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1079 
   1080 	/* coalesce */
   1081 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1082 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1083 		KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
   1084 		bt_remfree(vm, t);
   1085 		bt_remseg(vm, t);
   1086 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1087 		bt_free(vm, t);
   1088 	}
   1089 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1090 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1091 		KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
   1092 		bt_remfree(vm, t);
   1093 		bt_remseg(vm, t);
   1094 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1095 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1096 		bt_free(vm, t);
   1097 	}
   1098 
   1099 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1100 	KASSERT(t != NULL);
   1101 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1102 	if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1103 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1104 		vmem_addr_t spanaddr;
   1105 		vmem_size_t spansize;
   1106 
   1107 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1108 		spanaddr = bt->bt_start;
   1109 		spansize = bt->bt_size;
   1110 		bt_remseg(vm, bt);
   1111 		bt_free(vm, bt);
   1112 		bt_remseg(vm, t);
   1113 		bt_free(vm, t);
   1114 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1115 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
   1116 	} else {
   1117 		bt_insfree(vm, bt);
   1118 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1119 	}
   1120 }
   1121 
   1122 /*
   1123  * vmem_add:
   1124  *
   1125  * => caller must ensure appropriate spl,
   1126  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1127  */
   1128 
   1129 vmem_addr_t
   1130 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1131 {
   1132 
   1133 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1134 }
   1135 
   1136 /*
   1137  * vmem_reap: reap unused resources.
   1138  *
   1139  * => return true if we successfully reaped something.
   1140  */
   1141 
   1142 bool
   1143 vmem_reap(vmem_t *vm)
   1144 {
   1145 	bool didsomething = false;
   1146 
   1147 #if defined(QCACHE)
   1148 	didsomething = qc_reap(vm);
   1149 #endif /* defined(QCACHE) */
   1150 	return didsomething;
   1151 }
   1152 
   1153 /* ---- rehash */
   1154 
   1155 #if defined(_KERNEL)
   1156 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1157 static int vmem_rehash_interval;
   1158 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1159 static struct work vmem_rehash_wk;
   1160 
   1161 static void
   1162 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1163 {
   1164 	vmem_t *vm;
   1165 
   1166 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1167 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1168 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1169 		size_t desired;
   1170 		size_t current;
   1171 
   1172 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1173 			continue;
   1174 		}
   1175 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1176 		current = vm->vm_hashsize;
   1177 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1178 
   1179 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1180 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1181 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1182 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1183 		}
   1184 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1185 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1186 		}
   1187 	}
   1188 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1189 
   1190 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1191 }
   1192 
   1193 static void
   1194 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1195 {
   1196 
   1197 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1198 }
   1199 
   1200 void
   1201 vmem_rehash_start(void)
   1202 {
   1203 	int error;
   1204 
   1205 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1206 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, 0);
   1207 	if (error) {
   1208 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1209 	}
   1210 	callout_init(&vmem_rehash_ch, 0);
   1211 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1212 
   1213 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1214 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1215 }
   1216 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1217 
   1218 /* ---- debug */
   1219 
   1220 #if defined(VMEM_DEBUG)
   1221 
   1222 #if !defined(_KERNEL)
   1223 #include <stdio.h>
   1224 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1225 
   1226 void bt_dump(const bt_t *);
   1227 
   1228 void
   1229 bt_dump(const bt_t *bt)
   1230 {
   1231 
   1232 	printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
   1233 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1234 	    bt->bt_type);
   1235 }
   1236 
   1237 void
   1238 vmem_dump(const vmem_t *vm)
   1239 {
   1240 	const bt_t *bt;
   1241 	int i;
   1242 
   1243 	printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1244 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1245 		bt_dump(bt);
   1246 	}
   1247 
   1248 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1249 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1250 
   1251 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1252 			continue;
   1253 		}
   1254 
   1255 		printf("freelist[%d]\n", i);
   1256 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1257 			bt_dump(bt);
   1258 			if (bt->bt_size) {
   1259 			}
   1260 		}
   1261 	}
   1262 }
   1263 
   1264 #if !defined(_KERNEL)
   1265 
   1266 int
   1267 main()
   1268 {
   1269 	vmem_t *vm;
   1270 	vmem_addr_t p;
   1271 	struct reg {
   1272 		vmem_addr_t p;
   1273 		vmem_size_t sz;
   1274 		bool x;
   1275 	} *reg = NULL;
   1276 	int nreg = 0;
   1277 	int nalloc = 0;
   1278 	int nfree = 0;
   1279 	vmem_size_t total = 0;
   1280 #if 1
   1281 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1282 #else
   1283 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1284 #endif
   1285 
   1286 	vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
   1287 	    NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
   1288 	if (vm == NULL) {
   1289 		printf("vmem_create\n");
   1290 		exit(EXIT_FAILURE);
   1291 	}
   1292 	vmem_dump(vm);
   1293 
   1294 	p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1295 	p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1296 	p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
   1297 	p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1298 	p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1299 	vmem_dump(vm);
   1300 	for (;;) {
   1301 		struct reg *r;
   1302 		int t = rand() % 100;
   1303 
   1304 		if (t > 45) {
   1305 			/* alloc */
   1306 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1307 			bool x;
   1308 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1309 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1310 
   1311 			if (t > 70) {
   1312 				x = true;
   1313 				/* XXX */
   1314 				align = 1 << (rand() % 15);
   1315 				phase = rand() % 65536;
   1316 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1317 				if (align <= phase) {
   1318 					phase = 0;
   1319 				}
   1320 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1321 				    nocross)) {
   1322 					nocross = 0;
   1323 				}
   1324 				minaddr = rand() % 50000;
   1325 				maxaddr = rand() % 70000;
   1326 				if (minaddr > maxaddr) {
   1327 					minaddr = 0;
   1328 					maxaddr = 0;
   1329 				}
   1330 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1331 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1332 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1333 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1334 				    (uint64_t)sz,
   1335 				    (uint64_t)align,
   1336 				    (uint64_t)phase,
   1337 				    (uint64_t)nocross,
   1338 				    (uint64_t)minaddr,
   1339 				    (uint64_t)maxaddr);
   1340 				p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1341 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
   1342 			} else {
   1343 				x = false;
   1344 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1345 				p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
   1346 			}
   1347 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1348 			vmem_dump(vm);
   1349 			if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
   1350 				if (x) {
   1351 					continue;
   1352 				}
   1353 				break;
   1354 			}
   1355 			nreg++;
   1356 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1357 			r = &reg[nreg - 1];
   1358 			r->p = p;
   1359 			r->sz = sz;
   1360 			r->x = x;
   1361 			total += sz;
   1362 			nalloc++;
   1363 		} else if (nreg != 0) {
   1364 			/* free */
   1365 			r = &reg[rand() % nreg];
   1366 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1367 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1368 			if (r->x) {
   1369 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1370 			} else {
   1371 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1372 			}
   1373 			total -= r->sz;
   1374 			vmem_dump(vm);
   1375 			*r = reg[nreg - 1];
   1376 			nreg--;
   1377 			nfree++;
   1378 		}
   1379 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1380 	}
   1381 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1382 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1383 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1384 }
   1385 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1386 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
   1387