Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.37
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.37 2007/12/13 02:45:10 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 1.37 2007/12/13 02:45:10 yamt Exp $");
     42 
     43 #define	VMEM_DEBUG
     44 #if defined(_KERNEL)
     45 #include "opt_ddb.h"
     46 #define	QCACHE
     47 #endif /* defined(_KERNEL) */
     48 
     49 #include <sys/param.h>
     50 #include <sys/hash.h>
     51 #include <sys/queue.h>
     52 
     53 #if defined(_KERNEL)
     54 #include <sys/systm.h>
     55 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     56 #include <sys/callout.h>
     57 #include <sys/lock.h>
     58 #include <sys/malloc.h>
     59 #include <sys/once.h>
     60 #include <sys/pool.h>
     61 #include <sys/proc.h>
     62 #include <sys/vmem.h>
     63 #include <sys/workqueue.h>
     64 #else /* defined(_KERNEL) */
     65 #include "../sys/vmem.h"
     66 #endif /* defined(_KERNEL) */
     67 
     68 #if defined(_KERNEL)
     69 #define	LOCK_DECL(name)		kmutex_t name
     70 #else /* defined(_KERNEL) */
     71 #include <errno.h>
     72 #include <assert.h>
     73 #include <stdlib.h>
     74 
     75 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     76 #define	LOCK_DECL(name)		/* nothing */
     77 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
     78 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
     79 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
     80 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
     81 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
     82 #define	ASSERT_SLEEPABLE(lk, msg) /* nothing */
     83 #define	IPL_VM			0
     84 #endif /* defined(_KERNEL) */
     85 
     86 struct vmem;
     87 struct vmem_btag;
     88 
     89 #if defined(VMEM_DEBUG)
     90 void vmem_dump(const vmem_t *);
     91 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
     92 
     93 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
     94 
     95 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
     96 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	8192	/* XXX */
     97 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	VMEM_HASHSIZE_MIN
     98 
     99 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    100 
    101 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    102 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    103 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    104 
    105 #if defined(QCACHE)
    106 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    107 
    108 #define	QC_NAME_MAX	16
    109 
    110 struct qcache {
    111 	pool_cache_t 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->pr_qcache))
    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 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    149 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    150 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    151 
    152 /* boundary tag */
    153 struct vmem_btag {
    154 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    155 	union {
    156 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    157 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    158 	} bt_u;
    159 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    160 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    161 	vmem_addr_t bt_start;
    162 	vmem_size_t bt_size;
    163 	int bt_type;
    164 };
    165 
    166 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    167 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    168 #define	BT_TYPE_FREE		3
    169 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    170 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    171 
    172 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
    173 
    174 typedef struct vmem_btag bt_t;
    175 
    176 /* ---- misc */
    177 
    178 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    179 	(-(-(addr) & -(align)))
    180 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    181 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    182 
    183 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    184 
    185 static int
    186 calc_order(vmem_size_t size)
    187 {
    188 	vmem_size_t target;
    189 	int i;
    190 
    191 	KASSERT(size != 0);
    192 
    193 	i = 0;
    194 	target = size >> 1;
    195 	while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
    196 		i++;
    197 	}
    198 
    199 	KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
    200 	KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
    201 
    202 	return i;
    203 }
    204 
    205 #if defined(_KERNEL)
    206 static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
    207 #endif /* defined(_KERNEL) */
    208 
    209 static void *
    210 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    211 {
    212 
    213 #if defined(_KERNEL)
    214 	return malloc(sz, M_VMEM,
    215 	    M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
    216 #else /* defined(_KERNEL) */
    217 	return malloc(sz);
    218 #endif /* defined(_KERNEL) */
    219 }
    220 
    221 static void
    222 xfree(void *p)
    223 {
    224 
    225 #if defined(_KERNEL)
    226 	return free(p, M_VMEM);
    227 #else /* defined(_KERNEL) */
    228 	return free(p);
    229 #endif /* defined(_KERNEL) */
    230 }
    231 
    232 /* ---- boundary tag */
    233 
    234 #if defined(_KERNEL)
    235 static struct pool_cache bt_cache;
    236 #endif /* defined(_KERNEL) */
    237 
    238 static bt_t *
    239 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    240 {
    241 	bt_t *bt;
    242 
    243 #if defined(_KERNEL)
    244 	bt = pool_cache_get(&bt_cache,
    245 	    (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
    246 #else /* defined(_KERNEL) */
    247 	bt = malloc(sizeof *bt);
    248 #endif /* defined(_KERNEL) */
    249 
    250 	return bt;
    251 }
    252 
    253 static void
    254 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    255 {
    256 
    257 #if defined(_KERNEL)
    258 	pool_cache_put(&bt_cache, bt);
    259 #else /* defined(_KERNEL) */
    260 	free(bt);
    261 #endif /* defined(_KERNEL) */
    262 }
    263 
    264 /*
    265  * freelist[0] ... [1, 1]
    266  * freelist[1] ... [2, 3]
    267  * freelist[2] ... [4, 7]
    268  * freelist[3] ... [8, 15]
    269  *  :
    270  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    271  *  :
    272  */
    273 
    274 static struct vmem_freelist *
    275 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    276 {
    277 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    278 	int idx;
    279 
    280 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    281 	KASSERT(size != 0);
    282 
    283 	idx = calc_order(qsize);
    284 	KASSERT(idx >= 0);
    285 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    286 
    287 	return &vm->vm_freelist[idx];
    288 }
    289 
    290 static struct vmem_freelist *
    291 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    292 {
    293 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    294 	int idx;
    295 
    296 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    297 	KASSERT(size != 0);
    298 
    299 	idx = calc_order(qsize);
    300 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    301 		idx++;
    302 		/* check too large request? */
    303 	}
    304 	KASSERT(idx >= 0);
    305 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    306 
    307 	return &vm->vm_freelist[idx];
    308 }
    309 
    310 /* ---- boundary tag hash */
    311 
    312 static struct vmem_hashlist *
    313 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    314 {
    315 	struct vmem_hashlist *list;
    316 	unsigned int hash;
    317 
    318 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    319 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    320 
    321 	return list;
    322 }
    323 
    324 static bt_t *
    325 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    326 {
    327 	struct vmem_hashlist *list;
    328 	bt_t *bt;
    329 
    330 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    331 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    332 		if (bt->bt_start == addr) {
    333 			break;
    334 		}
    335 	}
    336 
    337 	return bt;
    338 }
    339 
    340 static void
    341 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    342 {
    343 
    344 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    345 	vm->vm_nbusytag--;
    346 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    347 }
    348 
    349 static void
    350 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    351 {
    352 	struct vmem_hashlist *list;
    353 
    354 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    355 
    356 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    357 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    358 	vm->vm_nbusytag++;
    359 }
    360 
    361 /* ---- boundary tag list */
    362 
    363 static void
    364 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    365 {
    366 
    367 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    368 }
    369 
    370 static void
    371 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    372 {
    373 
    374 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    375 }
    376 
    377 static void
    378 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    379 {
    380 
    381 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    382 }
    383 
    384 static void
    385 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    386 {
    387 
    388 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    389 
    390 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    391 }
    392 
    393 static void
    394 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    395 {
    396 	struct vmem_freelist *list;
    397 
    398 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    399 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    400 }
    401 
    402 /* ---- vmem internal functions */
    403 
    404 #if defined(_KERNEL)
    405 static kmutex_t vmem_list_lock;
    406 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    407 #endif /* defined(_KERNEL) */
    408 
    409 #if defined(QCACHE)
    410 static inline vm_flag_t
    411 prf_to_vmf(int prflags)
    412 {
    413 	vm_flag_t vmflags;
    414 
    415 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    416 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    417 		vmflags = VM_SLEEP;
    418 	} else {
    419 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    420 	}
    421 	return vmflags;
    422 }
    423 
    424 static inline int
    425 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    426 {
    427 	int prflags;
    428 
    429 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    430 		prflags = PR_WAITOK;
    431 	} else {
    432 		prflags = PR_NOWAIT;
    433 	}
    434 	return prflags;
    435 }
    436 
    437 static size_t
    438 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    439 {
    440 	int i;
    441 
    442 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    443 		/* nothing */
    444 	}
    445 	return ORDER2SIZE(i);
    446 }
    447 
    448 static void *
    449 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    450 {
    451 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    452 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    453 
    454 	return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    455 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
    456 }
    457 
    458 static void
    459 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    460 {
    461 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    462 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    463 
    464 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    465 }
    466 
    467 static void
    468 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    469 {
    470 	qcache_t *prevqc;
    471 	struct pool_allocator *pa;
    472 	int qcache_idx_max;
    473 	int i;
    474 
    475 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    476 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    477 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    478 	}
    479 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    480 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    481 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    482 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    483 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    484 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    485 
    486 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    487 	prevqc = NULL;
    488 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    489 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    490 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    491 
    492 		qc->qc_vmem = vm;
    493 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    494 		    vm->vm_name, size);
    495 		qc->qc_cache = pool_cache_init(size,
    496 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    497 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    498 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    499 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    500 		if (prevqc != NULL &&
    501 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    502 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    503 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    504 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    505 			continue;
    506 		}
    507 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    508 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    509 		prevqc = qc;
    510 	}
    511 }
    512 
    513 static void
    514 qc_destroy(vmem_t *vm)
    515 {
    516 	const qcache_t *prevqc;
    517 	int i;
    518 	int qcache_idx_max;
    519 
    520 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    521 	prevqc = NULL;
    522 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    523 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    524 
    525 		if (prevqc == qc) {
    526 			continue;
    527 		}
    528 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    529 		prevqc = qc;
    530 	}
    531 }
    532 
    533 static bool
    534 qc_reap(vmem_t *vm)
    535 {
    536 	const qcache_t *prevqc;
    537 	int i;
    538 	int qcache_idx_max;
    539 	bool didsomething = false;
    540 
    541 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    542 	prevqc = NULL;
    543 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    544 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    545 
    546 		if (prevqc == qc) {
    547 			continue;
    548 		}
    549 		if (pool_cache_reclaim(qc->qc_cache) != 0) {
    550 			didsomething = true;
    551 		}
    552 		prevqc = qc;
    553 	}
    554 
    555 	return didsomething;
    556 }
    557 #endif /* defined(QCACHE) */
    558 
    559 #if defined(_KERNEL)
    560 static int
    561 vmem_init(void)
    562 {
    563 
    564 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    565 	pool_cache_bootstrap(&bt_cache, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembt",
    566 	    NULL, IPL_VM, NULL, NULL, NULL);
    567 	return 0;
    568 }
    569 #endif /* defined(_KERNEL) */
    570 
    571 static vmem_addr_t
    572 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    573     int spanbttype)
    574 {
    575 	bt_t *btspan;
    576 	bt_t *btfree;
    577 
    578 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    579 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    580 
    581 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    582 	if (btspan == NULL) {
    583 		return VMEM_ADDR_NULL;
    584 	}
    585 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    586 	if (btfree == NULL) {
    587 		bt_free(vm, btspan);
    588 		return VMEM_ADDR_NULL;
    589 	}
    590 
    591 	btspan->bt_type = spanbttype;
    592 	btspan->bt_start = addr;
    593 	btspan->bt_size = size;
    594 
    595 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    596 	btfree->bt_start = addr;
    597 	btfree->bt_size = size;
    598 
    599 	VMEM_LOCK(vm);
    600 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    601 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    602 	bt_insfree(vm, btfree);
    603 	VMEM_UNLOCK(vm);
    604 
    605 	return addr;
    606 }
    607 
    608 static void
    609 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    610 {
    611 
    612 #if defined(QCACHE)
    613 	qc_destroy(vm);
    614 #endif /* defined(QCACHE) */
    615 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    616 		int i;
    617 
    618 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    619 			bt_t *bt;
    620 
    621 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    622 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    623 				bt_free(vm, bt);
    624 			}
    625 		}
    626 		xfree(vm->vm_hashlist);
    627 	}
    628 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    629 	xfree(vm);
    630 }
    631 
    632 static int
    633 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    634 {
    635 	vmem_addr_t addr;
    636 
    637 	if (vm->vm_allocfn == NULL) {
    638 		return EINVAL;
    639 	}
    640 
    641 	addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
    642 	if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
    643 		return ENOMEM;
    644 	}
    645 
    646 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
    647 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
    648 		return ENOMEM;
    649 	}
    650 
    651 	return 0;
    652 }
    653 
    654 static int
    655 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    656 {
    657 	bt_t *bt;
    658 	int i;
    659 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    660 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    661 	size_t oldhashsize;
    662 
    663 	KASSERT(newhashsize > 0);
    664 
    665 	newhashlist =
    666 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    667 	if (newhashlist == NULL) {
    668 		return ENOMEM;
    669 	}
    670 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    671 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    672 	}
    673 
    674 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    675 		xfree(newhashlist);
    676 		return EBUSY;
    677 	}
    678 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    679 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    680 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    681 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    682 	if (oldhashlist == NULL) {
    683 		VMEM_UNLOCK(vm);
    684 		return 0;
    685 	}
    686 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    687 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    688 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    689 			bt_insbusy(vm, bt);
    690 		}
    691 	}
    692 	VMEM_UNLOCK(vm);
    693 
    694 	xfree(oldhashlist);
    695 
    696 	return 0;
    697 }
    698 
    699 /*
    700  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    701  */
    702 
    703 static vmem_addr_t
    704 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    705     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
    706 {
    707 	vmem_addr_t start;
    708 	vmem_addr_t end;
    709 
    710 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    711 
    712 	/*
    713 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    714 	 * unsigned integer of the same size.
    715 	 */
    716 
    717 	start = bt->bt_start;
    718 	if (start < minaddr) {
    719 		start = minaddr;
    720 	}
    721 	end = BT_END(bt);
    722 	if (end > maxaddr - 1) {
    723 		end = maxaddr - 1;
    724 	}
    725 	if (start >= end) {
    726 		return VMEM_ADDR_NULL;
    727 	}
    728 
    729 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    730 	if (start < bt->bt_start) {
    731 		start += align;
    732 	}
    733 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    734 		KASSERT(align < nocross);
    735 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    736 	}
    737 	if (start < end && end - start >= size) {
    738 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    739 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    740 		KASSERT(minaddr <= start);
    741 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
    742 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    743 		KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
    744 		return start;
    745 	}
    746 	return VMEM_ADDR_NULL;
    747 }
    748 
    749 /* ---- vmem API */
    750 
    751 /*
    752  * vmem_create: create an arena.
    753  *
    754  * => must not be called from interrupt context.
    755  */
    756 
    757 vmem_t *
    758 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    759     vmem_size_t quantum,
    760     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
    761     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
    762     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
    763     int ipl)
    764 {
    765 	vmem_t *vm;
    766 	int i;
    767 #if defined(_KERNEL)
    768 	static ONCE_DECL(control);
    769 #endif /* defined(_KERNEL) */
    770 
    771 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    772 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    773 
    774 #if defined(_KERNEL)
    775 	if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
    776 		return NULL;
    777 	}
    778 #endif /* defined(_KERNEL) */
    779 	vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    780 	if (vm == NULL) {
    781 		return NULL;
    782 	}
    783 
    784 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    785 	vm->vm_name = name;
    786 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    787 	vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
    788 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    789 	vm->vm_allocfn = allocfn;
    790 	vm->vm_freefn = freefn;
    791 	vm->vm_source = source;
    792 	vm->vm_nbusytag = 0;
    793 #if defined(QCACHE)
    794 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    795 #endif /* defined(QCACHE) */
    796 
    797 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    798 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    799 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    800 	}
    801 	vm->vm_hashlist = NULL;
    802 	if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    803 		vmem_destroy1(vm);
    804 		return NULL;
    805 	}
    806 
    807 	if (size != 0) {
    808 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
    809 			vmem_destroy1(vm);
    810 			return NULL;
    811 		}
    812 	}
    813 
    814 #if defined(_KERNEL)
    815 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    816 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    817 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    818 #endif /* defined(_KERNEL) */
    819 
    820 	return vm;
    821 }
    822 
    823 void
    824 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    825 {
    826 
    827 #if defined(_KERNEL)
    828 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    829 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
    830 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    831 #endif /* defined(_KERNEL) */
    832 
    833 	vmem_destroy1(vm);
    834 }
    835 
    836 vmem_size_t
    837 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    838 {
    839 
    840 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
    841 }
    842 
    843 /*
    844  * vmem_alloc:
    845  *
    846  * => caller must ensure appropriate spl,
    847  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
    848  */
    849 
    850 vmem_addr_t
    851 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vm_flag_t flags)
    852 {
    853 	const vmem_size_t size __unused = vmem_roundup_size(vm, size0);
    854 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
    855 
    856 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    857 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    858 
    859 	KASSERT(size0 > 0);
    860 	KASSERT(size > 0);
    861 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    862 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    863 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    864 	}
    865 
    866 #if defined(QCACHE)
    867 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
    868 		int qidx = size >> vm->vm_quantum_shift;
    869 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
    870 
    871 		return (vmem_addr_t)pool_cache_get(qc->qc_cache,
    872 		    vmf_to_prf(flags));
    873 	}
    874 #endif /* defined(QCACHE) */
    875 
    876 	return vmem_xalloc(vm, size0, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
    877 }
    878 
    879 vmem_addr_t
    880 vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    881     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
    882     vm_flag_t flags)
    883 {
    884 	struct vmem_freelist *list;
    885 	struct vmem_freelist *first;
    886 	struct vmem_freelist *end;
    887 	bt_t *bt;
    888 	bt_t *btnew;
    889 	bt_t *btnew2;
    890 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
    891 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
    892 	vmem_addr_t start;
    893 
    894 	KASSERT(size0 > 0);
    895 	KASSERT(size > 0);
    896 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    897 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    898 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    899 	}
    900 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    901 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
    902 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    903 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    904 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
    905 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
    906 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
    907 	KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
    908 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
    909 
    910 	if (align == 0) {
    911 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
    912 	}
    913 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
    914 	if (btnew == NULL) {
    915 		return VMEM_ADDR_NULL;
    916 	}
    917 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
    918 	if (btnew2 == NULL) {
    919 		bt_free(vm, btnew);
    920 		return VMEM_ADDR_NULL;
    921 	}
    922 
    923 retry_strat:
    924 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
    925 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    926 retry:
    927 	bt = NULL;
    928 	VMEM_LOCK(vm);
    929 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    930 		for (list = first; list < end; list++) {
    931 			bt = LIST_FIRST(list);
    932 			if (bt != NULL) {
    933 				start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    934 				    nocross, minaddr, maxaddr);
    935 				if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    936 					goto gotit;
    937 				}
    938 			}
    939 		}
    940 	} else { /* VM_BESTFIT */
    941 		for (list = first; list < end; list++) {
    942 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
    943 				if (bt->bt_size >= size) {
    944 					start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    945 					    nocross, minaddr, maxaddr);
    946 					if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    947 						goto gotit;
    948 					}
    949 				}
    950 			}
    951 		}
    952 	}
    953 	VMEM_UNLOCK(vm);
    954 #if 1
    955 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    956 		strat = VM_BESTFIT;
    957 		goto retry_strat;
    958 	}
    959 #endif
    960 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
    961 	    nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
    962 
    963 		/*
    964 		 * XXX should try to import a region large enough to
    965 		 * satisfy restrictions?
    966 		 */
    967 
    968 		goto fail;
    969 	}
    970 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
    971 		goto retry;
    972 	}
    973 	/* XXX */
    974 fail:
    975 	bt_free(vm, btnew);
    976 	bt_free(vm, btnew2);
    977 	return VMEM_ADDR_NULL;
    978 
    979 gotit:
    980 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    981 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    982 	bt_remfree(vm, bt);
    983 	if (bt->bt_start != start) {
    984 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    985 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
    986 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
    987 		bt->bt_start = start;
    988 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
    989 		bt_insfree(vm, btnew2);
    990 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
    991 		btnew2 = NULL;
    992 	}
    993 	KASSERT(bt->bt_start == start);
    994 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
    995 		/* split */
    996 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
    997 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
    998 		btnew->bt_size = size;
    999 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1000 		bt->bt_size -= size;
   1001 		bt_insfree(vm, bt);
   1002 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1003 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1004 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1005 	} else {
   1006 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1007 		bt_insbusy(vm, bt);
   1008 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1009 		bt_free(vm, btnew);
   1010 		btnew = bt;
   1011 	}
   1012 	if (btnew2 != NULL) {
   1013 		bt_free(vm, btnew2);
   1014 	}
   1015 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1016 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1017 
   1018 	return btnew->bt_start;
   1019 }
   1020 
   1021 /*
   1022  * vmem_free:
   1023  *
   1024  * => caller must ensure appropriate spl,
   1025  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1026  */
   1027 
   1028 void
   1029 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1030 {
   1031 
   1032 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1033 	KASSERT(size > 0);
   1034 
   1035 #if defined(QCACHE)
   1036 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1037 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1038 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1039 
   1040 		return pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1041 	}
   1042 #endif /* defined(QCACHE) */
   1043 
   1044 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1045 }
   1046 
   1047 void
   1048 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1049 {
   1050 	bt_t *bt;
   1051 	bt_t *t;
   1052 
   1053 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1054 	KASSERT(size > 0);
   1055 
   1056 	VMEM_LOCK(vm);
   1057 
   1058 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1059 	KASSERT(bt != NULL);
   1060 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1061 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1062 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1063 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1064 	bt_rembusy(vm, bt);
   1065 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1066 
   1067 	/* coalesce */
   1068 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1069 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1070 		KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
   1071 		bt_remfree(vm, t);
   1072 		bt_remseg(vm, t);
   1073 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1074 		bt_free(vm, t);
   1075 	}
   1076 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1077 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1078 		KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
   1079 		bt_remfree(vm, t);
   1080 		bt_remseg(vm, t);
   1081 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1082 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1083 		bt_free(vm, t);
   1084 	}
   1085 
   1086 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1087 	KASSERT(t != NULL);
   1088 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1089 	if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1090 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1091 		vmem_addr_t spanaddr;
   1092 		vmem_size_t spansize;
   1093 
   1094 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1095 		spanaddr = bt->bt_start;
   1096 		spansize = bt->bt_size;
   1097 		bt_remseg(vm, bt);
   1098 		bt_free(vm, bt);
   1099 		bt_remseg(vm, t);
   1100 		bt_free(vm, t);
   1101 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1102 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
   1103 	} else {
   1104 		bt_insfree(vm, bt);
   1105 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1106 	}
   1107 }
   1108 
   1109 /*
   1110  * vmem_add:
   1111  *
   1112  * => caller must ensure appropriate spl,
   1113  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1114  */
   1115 
   1116 vmem_addr_t
   1117 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1118 {
   1119 
   1120 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1121 }
   1122 
   1123 /*
   1124  * vmem_reap: reap unused resources.
   1125  *
   1126  * => return true if we successfully reaped something.
   1127  */
   1128 
   1129 bool
   1130 vmem_reap(vmem_t *vm)
   1131 {
   1132 	bool didsomething = false;
   1133 
   1134 #if defined(QCACHE)
   1135 	didsomething = qc_reap(vm);
   1136 #endif /* defined(QCACHE) */
   1137 	return didsomething;
   1138 }
   1139 
   1140 /* ---- rehash */
   1141 
   1142 #if defined(_KERNEL)
   1143 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1144 static int vmem_rehash_interval;
   1145 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1146 static struct work vmem_rehash_wk;
   1147 
   1148 static void
   1149 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1150 {
   1151 	vmem_t *vm;
   1152 
   1153 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1154 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1155 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1156 		size_t desired;
   1157 		size_t current;
   1158 
   1159 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1160 			continue;
   1161 		}
   1162 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1163 		current = vm->vm_hashsize;
   1164 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1165 
   1166 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1167 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1168 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1169 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1170 		}
   1171 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1172 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1173 		}
   1174 	}
   1175 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1176 
   1177 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1178 }
   1179 
   1180 static void
   1181 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1182 {
   1183 
   1184 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1185 }
   1186 
   1187 void
   1188 vmem_rehash_start(void)
   1189 {
   1190 	int error;
   1191 
   1192 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1193 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, 0);
   1194 	if (error) {
   1195 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1196 	}
   1197 	callout_init(&vmem_rehash_ch, 0);
   1198 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1199 
   1200 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1201 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1202 }
   1203 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1204 
   1205 /* ---- debug */
   1206 
   1207 #if defined(DDB)
   1208 static bt_t *
   1209 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1210 {
   1211 	int i;
   1212 
   1213 	for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
   1214 		bt_t *bt;
   1215 
   1216 		LIST_FOREACH(bt, &vm->vm_hashlist[i], bt_hashlist) {
   1217 			if (bt->bt_start <= addr && addr < BT_END(bt)) {
   1218 				return bt;
   1219 			}
   1220 		}
   1221 	}
   1222 
   1223 	return NULL;
   1224 }
   1225 
   1226 void
   1227 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1228 {
   1229 	vmem_t *vm;
   1230 
   1231 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1232 		bt_t *bt;
   1233 
   1234 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1235 		if (bt == NULL) {
   1236 			continue;
   1237 		}
   1238 		(*pr)("%p is %p+%zu from VMEM '%s'\n",
   1239 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1240 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name);
   1241 	}
   1242 }
   1243 #endif /* defined(DDB) */
   1244 
   1245 #if defined(VMEM_DEBUG)
   1246 
   1247 #if !defined(_KERNEL)
   1248 #include <stdio.h>
   1249 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1250 
   1251 void bt_dump(const bt_t *);
   1252 
   1253 void
   1254 bt_dump(const bt_t *bt)
   1255 {
   1256 
   1257 	printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
   1258 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1259 	    bt->bt_type);
   1260 }
   1261 
   1262 void
   1263 vmem_dump(const vmem_t *vm)
   1264 {
   1265 	const bt_t *bt;
   1266 	int i;
   1267 
   1268 	printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1269 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1270 		bt_dump(bt);
   1271 	}
   1272 
   1273 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1274 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1275 
   1276 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1277 			continue;
   1278 		}
   1279 
   1280 		printf("freelist[%d]\n", i);
   1281 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1282 			bt_dump(bt);
   1283 			if (bt->bt_size) {
   1284 			}
   1285 		}
   1286 	}
   1287 }
   1288 
   1289 #if !defined(_KERNEL)
   1290 
   1291 int
   1292 main()
   1293 {
   1294 	vmem_t *vm;
   1295 	vmem_addr_t p;
   1296 	struct reg {
   1297 		vmem_addr_t p;
   1298 		vmem_size_t sz;
   1299 		bool x;
   1300 	} *reg = NULL;
   1301 	int nreg = 0;
   1302 	int nalloc = 0;
   1303 	int nfree = 0;
   1304 	vmem_size_t total = 0;
   1305 #if 1
   1306 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1307 #else
   1308 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1309 #endif
   1310 
   1311 	vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
   1312 	    NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
   1313 	if (vm == NULL) {
   1314 		printf("vmem_create\n");
   1315 		exit(EXIT_FAILURE);
   1316 	}
   1317 	vmem_dump(vm);
   1318 
   1319 	p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1320 	p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1321 	p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
   1322 	p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1323 	p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1324 	vmem_dump(vm);
   1325 	for (;;) {
   1326 		struct reg *r;
   1327 		int t = rand() % 100;
   1328 
   1329 		if (t > 45) {
   1330 			/* alloc */
   1331 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1332 			bool x;
   1333 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1334 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1335 
   1336 			if (t > 70) {
   1337 				x = true;
   1338 				/* XXX */
   1339 				align = 1 << (rand() % 15);
   1340 				phase = rand() % 65536;
   1341 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1342 				if (align <= phase) {
   1343 					phase = 0;
   1344 				}
   1345 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1346 				    nocross)) {
   1347 					nocross = 0;
   1348 				}
   1349 				minaddr = rand() % 50000;
   1350 				maxaddr = rand() % 70000;
   1351 				if (minaddr > maxaddr) {
   1352 					minaddr = 0;
   1353 					maxaddr = 0;
   1354 				}
   1355 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1356 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1357 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1358 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1359 				    (uint64_t)sz,
   1360 				    (uint64_t)align,
   1361 				    (uint64_t)phase,
   1362 				    (uint64_t)nocross,
   1363 				    (uint64_t)minaddr,
   1364 				    (uint64_t)maxaddr);
   1365 				p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1366 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
   1367 			} else {
   1368 				x = false;
   1369 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1370 				p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
   1371 			}
   1372 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1373 			vmem_dump(vm);
   1374 			if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
   1375 				if (x) {
   1376 					continue;
   1377 				}
   1378 				break;
   1379 			}
   1380 			nreg++;
   1381 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1382 			r = &reg[nreg - 1];
   1383 			r->p = p;
   1384 			r->sz = sz;
   1385 			r->x = x;
   1386 			total += sz;
   1387 			nalloc++;
   1388 		} else if (nreg != 0) {
   1389 			/* free */
   1390 			r = &reg[rand() % nreg];
   1391 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1392 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1393 			if (r->x) {
   1394 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1395 			} else {
   1396 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1397 			}
   1398 			total -= r->sz;
   1399 			vmem_dump(vm);
   1400 			*r = reg[nreg - 1];
   1401 			nreg--;
   1402 			nfree++;
   1403 		}
   1404 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1405 	}
   1406 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1407 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1408 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1409 }
   1410 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1411 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
   1412