Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.35
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.35 2007/11/07 00:23:23 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 1.35 2007/11/07 00:23:23 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 	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 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DRIVER, ipl)
    148 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    149 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    150 
    151 /* boundary tag */
    152 struct vmem_btag {
    153 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    154 	union {
    155 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    156 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    157 	} bt_u;
    158 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    159 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    160 	vmem_addr_t bt_start;
    161 	vmem_size_t bt_size;
    162 	int bt_type;
    163 };
    164 
    165 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    166 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    167 #define	BT_TYPE_FREE		3
    168 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    169 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    170 
    171 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
    172 
    173 typedef struct vmem_btag bt_t;
    174 
    175 /* ---- misc */
    176 
    177 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    178 	(-(-(addr) & -(align)))
    179 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    180 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    181 
    182 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    183 
    184 static int
    185 calc_order(vmem_size_t size)
    186 {
    187 	vmem_size_t target;
    188 	int i;
    189 
    190 	KASSERT(size != 0);
    191 
    192 	i = 0;
    193 	target = size >> 1;
    194 	while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
    195 		i++;
    196 	}
    197 
    198 	KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
    199 	KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
    200 
    201 	return i;
    202 }
    203 
    204 #if defined(_KERNEL)
    205 static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
    206 #endif /* defined(_KERNEL) */
    207 
    208 static void *
    209 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    210 {
    211 
    212 #if defined(_KERNEL)
    213 	return malloc(sz, M_VMEM,
    214 	    M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
    215 #else /* defined(_KERNEL) */
    216 	return malloc(sz);
    217 #endif /* defined(_KERNEL) */
    218 }
    219 
    220 static void
    221 xfree(void *p)
    222 {
    223 
    224 #if defined(_KERNEL)
    225 	return free(p, M_VMEM);
    226 #else /* defined(_KERNEL) */
    227 	return free(p);
    228 #endif /* defined(_KERNEL) */
    229 }
    230 
    231 /* ---- boundary tag */
    232 
    233 #if defined(_KERNEL)
    234 static struct pool_cache bt_cache;
    235 #endif /* defined(_KERNEL) */
    236 
    237 static bt_t *
    238 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    239 {
    240 	bt_t *bt;
    241 
    242 #if defined(_KERNEL)
    243 	bt = pool_cache_get(&bt_cache,
    244 	    (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
    245 #else /* defined(_KERNEL) */
    246 	bt = malloc(sizeof *bt);
    247 #endif /* defined(_KERNEL) */
    248 
    249 	return bt;
    250 }
    251 
    252 static void
    253 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    254 {
    255 
    256 #if defined(_KERNEL)
    257 	pool_cache_put(&bt_cache, bt);
    258 #else /* defined(_KERNEL) */
    259 	free(bt);
    260 #endif /* defined(_KERNEL) */
    261 }
    262 
    263 /*
    264  * freelist[0] ... [1, 1]
    265  * freelist[1] ... [2, 3]
    266  * freelist[2] ... [4, 7]
    267  * freelist[3] ... [8, 15]
    268  *  :
    269  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    270  *  :
    271  */
    272 
    273 static struct vmem_freelist *
    274 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    275 {
    276 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    277 	int idx;
    278 
    279 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    280 	KASSERT(size != 0);
    281 
    282 	idx = calc_order(qsize);
    283 	KASSERT(idx >= 0);
    284 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    285 
    286 	return &vm->vm_freelist[idx];
    287 }
    288 
    289 static struct vmem_freelist *
    290 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    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 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    300 		idx++;
    301 		/* check too large request? */
    302 	}
    303 	KASSERT(idx >= 0);
    304 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    305 
    306 	return &vm->vm_freelist[idx];
    307 }
    308 
    309 /* ---- boundary tag hash */
    310 
    311 static struct vmem_hashlist *
    312 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    313 {
    314 	struct vmem_hashlist *list;
    315 	unsigned int hash;
    316 
    317 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    318 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    319 
    320 	return list;
    321 }
    322 
    323 static bt_t *
    324 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    325 {
    326 	struct vmem_hashlist *list;
    327 	bt_t *bt;
    328 
    329 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    330 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    331 		if (bt->bt_start == addr) {
    332 			break;
    333 		}
    334 	}
    335 
    336 	return bt;
    337 }
    338 
    339 static void
    340 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    341 {
    342 
    343 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    344 	vm->vm_nbusytag--;
    345 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    346 }
    347 
    348 static void
    349 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    350 {
    351 	struct vmem_hashlist *list;
    352 
    353 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    354 
    355 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    356 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    357 	vm->vm_nbusytag++;
    358 }
    359 
    360 /* ---- boundary tag list */
    361 
    362 static void
    363 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    364 {
    365 
    366 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    367 }
    368 
    369 static void
    370 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    371 {
    372 
    373 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    374 }
    375 
    376 static void
    377 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    378 {
    379 
    380 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    381 }
    382 
    383 static void
    384 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    385 {
    386 
    387 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    388 
    389 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    390 }
    391 
    392 static void
    393 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    394 {
    395 	struct vmem_freelist *list;
    396 
    397 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    398 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    399 }
    400 
    401 /* ---- vmem internal functions */
    402 
    403 #if defined(_KERNEL)
    404 static kmutex_t vmem_list_lock;
    405 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    406 #endif /* defined(_KERNEL) */
    407 
    408 #if defined(QCACHE)
    409 static inline vm_flag_t
    410 prf_to_vmf(int prflags)
    411 {
    412 	vm_flag_t vmflags;
    413 
    414 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    415 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    416 		vmflags = VM_SLEEP;
    417 	} else {
    418 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    419 	}
    420 	return vmflags;
    421 }
    422 
    423 static inline int
    424 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    425 {
    426 	int prflags;
    427 
    428 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    429 		prflags = PR_WAITOK;
    430 	} else {
    431 		prflags = PR_NOWAIT;
    432 	}
    433 	return prflags;
    434 }
    435 
    436 static size_t
    437 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    438 {
    439 	int i;
    440 
    441 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    442 		/* nothing */
    443 	}
    444 	return ORDER2SIZE(i);
    445 }
    446 
    447 static void *
    448 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    449 {
    450 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    451 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    452 
    453 	return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    454 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
    455 }
    456 
    457 static void
    458 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    459 {
    460 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    461 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    462 
    463 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    464 }
    465 
    466 static void
    467 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    468 {
    469 	qcache_t *prevqc;
    470 	struct pool_allocator *pa;
    471 	int qcache_idx_max;
    472 	int i;
    473 
    474 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    475 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    476 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    477 	}
    478 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    479 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    480 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    481 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    482 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    483 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    484 
    485 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    486 	prevqc = NULL;
    487 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    488 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    489 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    490 
    491 		qc->qc_vmem = vm;
    492 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    493 		    vm->vm_name, size);
    494 		qc->qc_cache = pool_cache_init(size,
    495 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    496 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    497 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    498 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    499 		if (prevqc != NULL &&
    500 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    501 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    502 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    503 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    504 			continue;
    505 		}
    506 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    507 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    508 		prevqc = qc;
    509 	}
    510 }
    511 
    512 static void
    513 qc_destroy(vmem_t *vm)
    514 {
    515 	const qcache_t *prevqc;
    516 	int i;
    517 	int qcache_idx_max;
    518 
    519 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    520 	prevqc = NULL;
    521 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    522 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    523 
    524 		if (prevqc == qc) {
    525 			continue;
    526 		}
    527 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    528 		prevqc = qc;
    529 	}
    530 }
    531 
    532 static bool
    533 qc_reap(vmem_t *vm)
    534 {
    535 	const qcache_t *prevqc;
    536 	int i;
    537 	int qcache_idx_max;
    538 	bool didsomething = false;
    539 
    540 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    541 	prevqc = NULL;
    542 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    543 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    544 
    545 		if (prevqc == qc) {
    546 			continue;
    547 		}
    548 		if (pool_cache_reclaim(qc->qc_cache) != 0) {
    549 			didsomething = true;
    550 		}
    551 		prevqc = qc;
    552 	}
    553 
    554 	return didsomething;
    555 }
    556 #endif /* defined(QCACHE) */
    557 
    558 #if defined(_KERNEL)
    559 static int
    560 vmem_init(void)
    561 {
    562 
    563 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    564 	pool_cache_bootstrap(&bt_cache, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembt",
    565 	    NULL, IPL_VM, NULL, NULL, NULL);
    566 	return 0;
    567 }
    568 #endif /* defined(_KERNEL) */
    569 
    570 static vmem_addr_t
    571 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    572     int spanbttype)
    573 {
    574 	bt_t *btspan;
    575 	bt_t *btfree;
    576 
    577 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    578 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    579 
    580 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    581 	if (btspan == NULL) {
    582 		return VMEM_ADDR_NULL;
    583 	}
    584 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    585 	if (btfree == NULL) {
    586 		bt_free(vm, btspan);
    587 		return VMEM_ADDR_NULL;
    588 	}
    589 
    590 	btspan->bt_type = spanbttype;
    591 	btspan->bt_start = addr;
    592 	btspan->bt_size = size;
    593 
    594 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    595 	btfree->bt_start = addr;
    596 	btfree->bt_size = size;
    597 
    598 	VMEM_LOCK(vm);
    599 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    600 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    601 	bt_insfree(vm, btfree);
    602 	VMEM_UNLOCK(vm);
    603 
    604 	return addr;
    605 }
    606 
    607 static void
    608 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    609 {
    610 
    611 #if defined(QCACHE)
    612 	qc_destroy(vm);
    613 #endif /* defined(QCACHE) */
    614 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    615 		int i;
    616 
    617 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    618 			bt_t *bt;
    619 
    620 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    621 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    622 				bt_free(vm, bt);
    623 			}
    624 		}
    625 		xfree(vm->vm_hashlist);
    626 	}
    627 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    628 	xfree(vm);
    629 }
    630 
    631 static int
    632 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    633 {
    634 	vmem_addr_t addr;
    635 
    636 	if (vm->vm_allocfn == NULL) {
    637 		return EINVAL;
    638 	}
    639 
    640 	addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
    641 	if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
    642 		return ENOMEM;
    643 	}
    644 
    645 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
    646 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
    647 		return ENOMEM;
    648 	}
    649 
    650 	return 0;
    651 }
    652 
    653 static int
    654 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    655 {
    656 	bt_t *bt;
    657 	int i;
    658 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    659 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    660 	size_t oldhashsize;
    661 
    662 	KASSERT(newhashsize > 0);
    663 
    664 	newhashlist =
    665 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    666 	if (newhashlist == NULL) {
    667 		return ENOMEM;
    668 	}
    669 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    670 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    671 	}
    672 
    673 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    674 		xfree(newhashlist);
    675 		return EBUSY;
    676 	}
    677 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    678 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    679 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    680 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    681 	if (oldhashlist == NULL) {
    682 		VMEM_UNLOCK(vm);
    683 		return 0;
    684 	}
    685 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    686 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    687 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    688 			bt_insbusy(vm, bt);
    689 		}
    690 	}
    691 	VMEM_UNLOCK(vm);
    692 
    693 	xfree(oldhashlist);
    694 
    695 	return 0;
    696 }
    697 
    698 /*
    699  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    700  */
    701 
    702 static vmem_addr_t
    703 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    704     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
    705 {
    706 	vmem_addr_t start;
    707 	vmem_addr_t end;
    708 
    709 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    710 
    711 	/*
    712 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    713 	 * unsigned integer of the same size.
    714 	 */
    715 
    716 	start = bt->bt_start;
    717 	if (start < minaddr) {
    718 		start = minaddr;
    719 	}
    720 	end = BT_END(bt);
    721 	if (end > maxaddr - 1) {
    722 		end = maxaddr - 1;
    723 	}
    724 	if (start >= end) {
    725 		return VMEM_ADDR_NULL;
    726 	}
    727 
    728 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    729 	if (start < bt->bt_start) {
    730 		start += align;
    731 	}
    732 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    733 		KASSERT(align < nocross);
    734 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    735 	}
    736 	if (start < end && end - start >= size) {
    737 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    738 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    739 		KASSERT(minaddr <= start);
    740 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
    741 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    742 		KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
    743 		return start;
    744 	}
    745 	return VMEM_ADDR_NULL;
    746 }
    747 
    748 /* ---- vmem API */
    749 
    750 /*
    751  * vmem_create: create an arena.
    752  *
    753  * => must not be called from interrupt context.
    754  */
    755 
    756 vmem_t *
    757 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    758     vmem_size_t quantum,
    759     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
    760     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
    761     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
    762     int ipl)
    763 {
    764 	vmem_t *vm;
    765 	int i;
    766 #if defined(_KERNEL)
    767 	static ONCE_DECL(control);
    768 #endif /* defined(_KERNEL) */
    769 
    770 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    771 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    772 
    773 #if defined(_KERNEL)
    774 	if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
    775 		return NULL;
    776 	}
    777 #endif /* defined(_KERNEL) */
    778 	vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    779 	if (vm == NULL) {
    780 		return NULL;
    781 	}
    782 
    783 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    784 	vm->vm_name = name;
    785 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    786 	vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
    787 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    788 	vm->vm_allocfn = allocfn;
    789 	vm->vm_freefn = freefn;
    790 	vm->vm_source = source;
    791 	vm->vm_nbusytag = 0;
    792 #if defined(QCACHE)
    793 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    794 #endif /* defined(QCACHE) */
    795 
    796 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    797 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    798 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    799 	}
    800 	vm->vm_hashlist = NULL;
    801 	if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    802 		vmem_destroy1(vm);
    803 		return NULL;
    804 	}
    805 
    806 	if (size != 0) {
    807 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
    808 			vmem_destroy1(vm);
    809 			return NULL;
    810 		}
    811 	}
    812 
    813 #if defined(_KERNEL)
    814 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    815 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    816 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    817 #endif /* defined(_KERNEL) */
    818 
    819 	return vm;
    820 }
    821 
    822 void
    823 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    824 {
    825 
    826 #if defined(_KERNEL)
    827 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    828 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
    829 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    830 #endif /* defined(_KERNEL) */
    831 
    832 	vmem_destroy1(vm);
    833 }
    834 
    835 vmem_size_t
    836 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    837 {
    838 
    839 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
    840 }
    841 
    842 /*
    843  * vmem_alloc:
    844  *
    845  * => caller must ensure appropriate spl,
    846  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
    847  */
    848 
    849 vmem_addr_t
    850 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vm_flag_t flags)
    851 {
    852 	const vmem_size_t size __unused = vmem_roundup_size(vm, size0);
    853 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
    854 
    855 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    856 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    857 
    858 	KASSERT(size0 > 0);
    859 	KASSERT(size > 0);
    860 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    861 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    862 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    863 	}
    864 
    865 #if defined(QCACHE)
    866 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
    867 		int qidx = size >> vm->vm_quantum_shift;
    868 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
    869 
    870 		return (vmem_addr_t)pool_cache_get(qc->qc_cache,
    871 		    vmf_to_prf(flags));
    872 	}
    873 #endif /* defined(QCACHE) */
    874 
    875 	return vmem_xalloc(vm, size0, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
    876 }
    877 
    878 vmem_addr_t
    879 vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    880     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
    881     vm_flag_t flags)
    882 {
    883 	struct vmem_freelist *list;
    884 	struct vmem_freelist *first;
    885 	struct vmem_freelist *end;
    886 	bt_t *bt;
    887 	bt_t *btnew;
    888 	bt_t *btnew2;
    889 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
    890 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
    891 	vmem_addr_t start;
    892 
    893 	KASSERT(size0 > 0);
    894 	KASSERT(size > 0);
    895 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    896 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    897 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    898 	}
    899 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    900 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
    901 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    902 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    903 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
    904 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
    905 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
    906 	KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
    907 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
    908 
    909 	if (align == 0) {
    910 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
    911 	}
    912 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
    913 	if (btnew == NULL) {
    914 		return VMEM_ADDR_NULL;
    915 	}
    916 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
    917 	if (btnew2 == NULL) {
    918 		bt_free(vm, btnew);
    919 		return VMEM_ADDR_NULL;
    920 	}
    921 
    922 retry_strat:
    923 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
    924 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    925 retry:
    926 	bt = NULL;
    927 	VMEM_LOCK(vm);
    928 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    929 		for (list = first; list < end; list++) {
    930 			bt = LIST_FIRST(list);
    931 			if (bt != NULL) {
    932 				start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    933 				    nocross, minaddr, maxaddr);
    934 				if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    935 					goto gotit;
    936 				}
    937 			}
    938 		}
    939 	} else { /* VM_BESTFIT */
    940 		for (list = first; list < end; list++) {
    941 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
    942 				if (bt->bt_size >= size) {
    943 					start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    944 					    nocross, minaddr, maxaddr);
    945 					if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    946 						goto gotit;
    947 					}
    948 				}
    949 			}
    950 		}
    951 	}
    952 	VMEM_UNLOCK(vm);
    953 #if 1
    954 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    955 		strat = VM_BESTFIT;
    956 		goto retry_strat;
    957 	}
    958 #endif
    959 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
    960 	    nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
    961 
    962 		/*
    963 		 * XXX should try to import a region large enough to
    964 		 * satisfy restrictions?
    965 		 */
    966 
    967 		goto fail;
    968 	}
    969 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
    970 		goto retry;
    971 	}
    972 	/* XXX */
    973 fail:
    974 	bt_free(vm, btnew);
    975 	bt_free(vm, btnew2);
    976 	return VMEM_ADDR_NULL;
    977 
    978 gotit:
    979 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    980 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    981 	bt_remfree(vm, bt);
    982 	if (bt->bt_start != start) {
    983 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    984 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
    985 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
    986 		bt->bt_start = start;
    987 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
    988 		bt_insfree(vm, btnew2);
    989 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
    990 		btnew2 = NULL;
    991 	}
    992 	KASSERT(bt->bt_start == start);
    993 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
    994 		/* split */
    995 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
    996 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
    997 		btnew->bt_size = size;
    998 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
    999 		bt->bt_size -= size;
   1000 		bt_insfree(vm, bt);
   1001 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1002 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1003 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1004 	} else {
   1005 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1006 		bt_insbusy(vm, bt);
   1007 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1008 		bt_free(vm, btnew);
   1009 		btnew = bt;
   1010 	}
   1011 	if (btnew2 != NULL) {
   1012 		bt_free(vm, btnew2);
   1013 	}
   1014 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1015 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1016 
   1017 	return btnew->bt_start;
   1018 }
   1019 
   1020 /*
   1021  * vmem_free:
   1022  *
   1023  * => caller must ensure appropriate spl,
   1024  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1025  */
   1026 
   1027 void
   1028 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1029 {
   1030 
   1031 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1032 	KASSERT(size > 0);
   1033 
   1034 #if defined(QCACHE)
   1035 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1036 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1037 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1038 
   1039 		return pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1040 	}
   1041 #endif /* defined(QCACHE) */
   1042 
   1043 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1044 }
   1045 
   1046 void
   1047 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1048 {
   1049 	bt_t *bt;
   1050 	bt_t *t;
   1051 
   1052 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1053 	KASSERT(size > 0);
   1054 
   1055 	VMEM_LOCK(vm);
   1056 
   1057 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1058 	KASSERT(bt != NULL);
   1059 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1060 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1061 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1062 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1063 	bt_rembusy(vm, bt);
   1064 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1065 
   1066 	/* coalesce */
   1067 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1068 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1069 		KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
   1070 		bt_remfree(vm, t);
   1071 		bt_remseg(vm, t);
   1072 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1073 		bt_free(vm, t);
   1074 	}
   1075 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1076 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1077 		KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
   1078 		bt_remfree(vm, t);
   1079 		bt_remseg(vm, t);
   1080 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1081 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1082 		bt_free(vm, t);
   1083 	}
   1084 
   1085 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1086 	KASSERT(t != NULL);
   1087 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1088 	if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1089 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1090 		vmem_addr_t spanaddr;
   1091 		vmem_size_t spansize;
   1092 
   1093 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1094 		spanaddr = bt->bt_start;
   1095 		spansize = bt->bt_size;
   1096 		bt_remseg(vm, bt);
   1097 		bt_free(vm, bt);
   1098 		bt_remseg(vm, t);
   1099 		bt_free(vm, t);
   1100 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1101 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
   1102 	} else {
   1103 		bt_insfree(vm, bt);
   1104 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1105 	}
   1106 }
   1107 
   1108 /*
   1109  * vmem_add:
   1110  *
   1111  * => caller must ensure appropriate spl,
   1112  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1113  */
   1114 
   1115 vmem_addr_t
   1116 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1117 {
   1118 
   1119 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1120 }
   1121 
   1122 /*
   1123  * vmem_reap: reap unused resources.
   1124  *
   1125  * => return true if we successfully reaped something.
   1126  */
   1127 
   1128 bool
   1129 vmem_reap(vmem_t *vm)
   1130 {
   1131 	bool didsomething = false;
   1132 
   1133 #if defined(QCACHE)
   1134 	didsomething = qc_reap(vm);
   1135 #endif /* defined(QCACHE) */
   1136 	return didsomething;
   1137 }
   1138 
   1139 /* ---- rehash */
   1140 
   1141 #if defined(_KERNEL)
   1142 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1143 static int vmem_rehash_interval;
   1144 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1145 static struct work vmem_rehash_wk;
   1146 
   1147 static void
   1148 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1149 {
   1150 	vmem_t *vm;
   1151 
   1152 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1153 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1154 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1155 		size_t desired;
   1156 		size_t current;
   1157 
   1158 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1159 			continue;
   1160 		}
   1161 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1162 		current = vm->vm_hashsize;
   1163 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1164 
   1165 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1166 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1167 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1168 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1169 		}
   1170 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1171 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1172 		}
   1173 	}
   1174 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1175 
   1176 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1177 }
   1178 
   1179 static void
   1180 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1181 {
   1182 
   1183 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1184 }
   1185 
   1186 void
   1187 vmem_rehash_start(void)
   1188 {
   1189 	int error;
   1190 
   1191 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1192 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, 0);
   1193 	if (error) {
   1194 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1195 	}
   1196 	callout_init(&vmem_rehash_ch, 0);
   1197 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1198 
   1199 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1200 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1201 }
   1202 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1203 
   1204 /* ---- debug */
   1205 
   1206 #if defined(VMEM_DEBUG)
   1207 
   1208 #if !defined(_KERNEL)
   1209 #include <stdio.h>
   1210 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1211 
   1212 void bt_dump(const bt_t *);
   1213 
   1214 void
   1215 bt_dump(const bt_t *bt)
   1216 {
   1217 
   1218 	printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
   1219 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1220 	    bt->bt_type);
   1221 }
   1222 
   1223 void
   1224 vmem_dump(const vmem_t *vm)
   1225 {
   1226 	const bt_t *bt;
   1227 	int i;
   1228 
   1229 	printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1230 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1231 		bt_dump(bt);
   1232 	}
   1233 
   1234 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1235 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1236 
   1237 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1238 			continue;
   1239 		}
   1240 
   1241 		printf("freelist[%d]\n", i);
   1242 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1243 			bt_dump(bt);
   1244 			if (bt->bt_size) {
   1245 			}
   1246 		}
   1247 	}
   1248 }
   1249 
   1250 #if !defined(_KERNEL)
   1251 
   1252 int
   1253 main()
   1254 {
   1255 	vmem_t *vm;
   1256 	vmem_addr_t p;
   1257 	struct reg {
   1258 		vmem_addr_t p;
   1259 		vmem_size_t sz;
   1260 		bool x;
   1261 	} *reg = NULL;
   1262 	int nreg = 0;
   1263 	int nalloc = 0;
   1264 	int nfree = 0;
   1265 	vmem_size_t total = 0;
   1266 #if 1
   1267 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1268 #else
   1269 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1270 #endif
   1271 
   1272 	vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
   1273 	    NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
   1274 	if (vm == NULL) {
   1275 		printf("vmem_create\n");
   1276 		exit(EXIT_FAILURE);
   1277 	}
   1278 	vmem_dump(vm);
   1279 
   1280 	p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1281 	p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1282 	p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
   1283 	p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1284 	p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1285 	vmem_dump(vm);
   1286 	for (;;) {
   1287 		struct reg *r;
   1288 		int t = rand() % 100;
   1289 
   1290 		if (t > 45) {
   1291 			/* alloc */
   1292 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1293 			bool x;
   1294 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1295 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1296 
   1297 			if (t > 70) {
   1298 				x = true;
   1299 				/* XXX */
   1300 				align = 1 << (rand() % 15);
   1301 				phase = rand() % 65536;
   1302 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1303 				if (align <= phase) {
   1304 					phase = 0;
   1305 				}
   1306 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1307 				    nocross)) {
   1308 					nocross = 0;
   1309 				}
   1310 				minaddr = rand() % 50000;
   1311 				maxaddr = rand() % 70000;
   1312 				if (minaddr > maxaddr) {
   1313 					minaddr = 0;
   1314 					maxaddr = 0;
   1315 				}
   1316 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1317 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1318 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1319 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1320 				    (uint64_t)sz,
   1321 				    (uint64_t)align,
   1322 				    (uint64_t)phase,
   1323 				    (uint64_t)nocross,
   1324 				    (uint64_t)minaddr,
   1325 				    (uint64_t)maxaddr);
   1326 				p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1327 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
   1328 			} else {
   1329 				x = false;
   1330 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1331 				p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
   1332 			}
   1333 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1334 			vmem_dump(vm);
   1335 			if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
   1336 				if (x) {
   1337 					continue;
   1338 				}
   1339 				break;
   1340 			}
   1341 			nreg++;
   1342 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1343 			r = &reg[nreg - 1];
   1344 			r->p = p;
   1345 			r->sz = sz;
   1346 			r->x = x;
   1347 			total += sz;
   1348 			nalloc++;
   1349 		} else if (nreg != 0) {
   1350 			/* free */
   1351 			r = &reg[rand() % nreg];
   1352 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1353 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1354 			if (r->x) {
   1355 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1356 			} else {
   1357 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1358 			}
   1359 			total -= r->sz;
   1360 			vmem_dump(vm);
   1361 			*r = reg[nreg - 1];
   1362 			nreg--;
   1363 			nfree++;
   1364 		}
   1365 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1366 	}
   1367 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1368 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1369 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1370 }
   1371 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1372 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
   1373