Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.42
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.42 2008/03/17 08:27:50 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 1.42 2008/03/17 08:27:50 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/malloc.h>
     58 #include <sys/once.h>
     59 #include <sys/pool.h>
     60 #include <sys/vmem.h>
     61 #include <sys/workqueue.h>
     62 #else /* defined(_KERNEL) */
     63 #include "../sys/vmem.h"
     64 #endif /* defined(_KERNEL) */
     65 
     66 #if defined(_KERNEL)
     67 #define	LOCK_DECL(name)		kmutex_t name
     68 #else /* defined(_KERNEL) */
     69 #include <errno.h>
     70 #include <assert.h>
     71 #include <stdlib.h>
     72 
     73 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     74 #define	LOCK_DECL(name)		/* nothing */
     75 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
     76 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
     77 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
     78 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
     79 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
     80 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	 /* nothing */
     81 #define	IPL_VM			0
     82 #endif /* defined(_KERNEL) */
     83 
     84 struct vmem;
     85 struct vmem_btag;
     86 
     87 #if defined(VMEM_DEBUG)
     88 void vmem_dump(const vmem_t *);
     89 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
     90 
     91 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
     92 
     93 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
     94 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	8192	/* XXX */
     95 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	VMEM_HASHSIZE_MIN
     96 
     97 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
     98 
     99 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    100 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    101 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    102 
    103 #if defined(QCACHE)
    104 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    105 
    106 #define	QC_NAME_MAX	16
    107 
    108 struct qcache {
    109 	pool_cache_t qc_cache;
    110 	vmem_t *qc_vmem;
    111 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    112 };
    113 typedef struct qcache qcache_t;
    114 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
    115 #endif /* defined(QCACHE) */
    116 
    117 /* vmem arena */
    118 struct vmem {
    119 	LOCK_DECL(vm_lock);
    120 	vmem_addr_t (*vm_allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
    121 	    vm_flag_t);
    122 	void (*vm_freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
    123 	vmem_t *vm_source;
    124 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    125 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    126 	size_t vm_hashsize;
    127 	size_t vm_nbusytag;
    128 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    129 	size_t vm_quantum_mask;
    130 	int vm_quantum_shift;
    131 	const char *vm_name;
    132 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    133 
    134 #if defined(QCACHE)
    135 	/* quantum cache */
    136 	size_t vm_qcache_max;
    137 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    138 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    139 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    140 #endif /* defined(QCACHE) */
    141 };
    142 
    143 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    144 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    145 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    146 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    147 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    148 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    149 
    150 /* boundary tag */
    151 struct vmem_btag {
    152 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    153 	union {
    154 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    155 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    156 	} bt_u;
    157 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    158 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    159 	vmem_addr_t bt_start;
    160 	vmem_size_t bt_size;
    161 	int bt_type;
    162 };
    163 
    164 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    165 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    166 #define	BT_TYPE_FREE		3
    167 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    168 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    169 
    170 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
    171 
    172 typedef struct vmem_btag bt_t;
    173 
    174 /* ---- misc */
    175 
    176 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    177 	(-(-(addr) & -(align)))
    178 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    179 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    180 
    181 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    182 
    183 static int
    184 calc_order(vmem_size_t size)
    185 {
    186 	vmem_size_t target;
    187 	int i;
    188 
    189 	KASSERT(size != 0);
    190 
    191 	i = 0;
    192 	target = size >> 1;
    193 	while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
    194 		i++;
    195 	}
    196 
    197 	KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
    198 	KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
    199 
    200 	return i;
    201 }
    202 
    203 #if defined(_KERNEL)
    204 static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
    205 #endif /* defined(_KERNEL) */
    206 
    207 static void *
    208 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    209 {
    210 
    211 #if defined(_KERNEL)
    212 	return malloc(sz, M_VMEM,
    213 	    M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
    214 #else /* defined(_KERNEL) */
    215 	return malloc(sz);
    216 #endif /* defined(_KERNEL) */
    217 }
    218 
    219 static void
    220 xfree(void *p)
    221 {
    222 
    223 #if defined(_KERNEL)
    224 	return free(p, M_VMEM);
    225 #else /* defined(_KERNEL) */
    226 	return free(p);
    227 #endif /* defined(_KERNEL) */
    228 }
    229 
    230 /* ---- boundary tag */
    231 
    232 #if defined(_KERNEL)
    233 static struct pool_cache bt_cache;
    234 #endif /* defined(_KERNEL) */
    235 
    236 static bt_t *
    237 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    238 {
    239 	bt_t *bt;
    240 
    241 #if defined(_KERNEL)
    242 	bt = pool_cache_get(&bt_cache,
    243 	    (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
    244 #else /* defined(_KERNEL) */
    245 	bt = malloc(sizeof *bt);
    246 #endif /* defined(_KERNEL) */
    247 
    248 	return bt;
    249 }
    250 
    251 static void
    252 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    253 {
    254 
    255 #if defined(_KERNEL)
    256 	pool_cache_put(&bt_cache, bt);
    257 #else /* defined(_KERNEL) */
    258 	free(bt);
    259 #endif /* defined(_KERNEL) */
    260 }
    261 
    262 /*
    263  * freelist[0] ... [1, 1]
    264  * freelist[1] ... [2, 3]
    265  * freelist[2] ... [4, 7]
    266  * freelist[3] ... [8, 15]
    267  *  :
    268  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    269  *  :
    270  */
    271 
    272 static struct vmem_freelist *
    273 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    274 {
    275 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    276 	int idx;
    277 
    278 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    279 	KASSERT(size != 0);
    280 
    281 	idx = calc_order(qsize);
    282 	KASSERT(idx >= 0);
    283 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    284 
    285 	return &vm->vm_freelist[idx];
    286 }
    287 
    288 static struct vmem_freelist *
    289 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    290 {
    291 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    292 	int idx;
    293 
    294 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    295 	KASSERT(size != 0);
    296 
    297 	idx = calc_order(qsize);
    298 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    299 		idx++;
    300 		/* check too large request? */
    301 	}
    302 	KASSERT(idx >= 0);
    303 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    304 
    305 	return &vm->vm_freelist[idx];
    306 }
    307 
    308 /* ---- boundary tag hash */
    309 
    310 static struct vmem_hashlist *
    311 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    312 {
    313 	struct vmem_hashlist *list;
    314 	unsigned int hash;
    315 
    316 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    317 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    318 
    319 	return list;
    320 }
    321 
    322 static bt_t *
    323 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    324 {
    325 	struct vmem_hashlist *list;
    326 	bt_t *bt;
    327 
    328 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    329 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    330 		if (bt->bt_start == addr) {
    331 			break;
    332 		}
    333 	}
    334 
    335 	return bt;
    336 }
    337 
    338 static void
    339 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    340 {
    341 
    342 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    343 	vm->vm_nbusytag--;
    344 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    345 }
    346 
    347 static void
    348 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    349 {
    350 	struct vmem_hashlist *list;
    351 
    352 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    353 
    354 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    355 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    356 	vm->vm_nbusytag++;
    357 }
    358 
    359 /* ---- boundary tag list */
    360 
    361 static void
    362 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    363 {
    364 
    365 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    366 }
    367 
    368 static void
    369 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    370 {
    371 
    372 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    373 }
    374 
    375 static void
    376 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    377 {
    378 
    379 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    380 }
    381 
    382 static void
    383 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    384 {
    385 
    386 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    387 
    388 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    389 }
    390 
    391 static void
    392 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    393 {
    394 	struct vmem_freelist *list;
    395 
    396 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    397 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    398 }
    399 
    400 /* ---- vmem internal functions */
    401 
    402 #if defined(_KERNEL)
    403 static kmutex_t vmem_list_lock;
    404 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    405 #endif /* defined(_KERNEL) */
    406 
    407 #if defined(QCACHE)
    408 static inline vm_flag_t
    409 prf_to_vmf(int prflags)
    410 {
    411 	vm_flag_t vmflags;
    412 
    413 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    414 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    415 		vmflags = VM_SLEEP;
    416 	} else {
    417 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    418 	}
    419 	return vmflags;
    420 }
    421 
    422 static inline int
    423 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    424 {
    425 	int prflags;
    426 
    427 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    428 		prflags = PR_WAITOK;
    429 	} else {
    430 		prflags = PR_NOWAIT;
    431 	}
    432 	return prflags;
    433 }
    434 
    435 static size_t
    436 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    437 {
    438 	int i;
    439 
    440 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    441 		/* nothing */
    442 	}
    443 	return ORDER2SIZE(i);
    444 }
    445 
    446 static void *
    447 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    448 {
    449 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    450 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    451 
    452 	return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    453 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
    454 }
    455 
    456 static void
    457 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    458 {
    459 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    460 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    461 
    462 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    463 }
    464 
    465 static void
    466 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    467 {
    468 	qcache_t *prevqc;
    469 	struct pool_allocator *pa;
    470 	int qcache_idx_max;
    471 	int i;
    472 
    473 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    474 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    475 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    476 	}
    477 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    478 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    479 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    480 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    481 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    482 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    483 
    484 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    485 	prevqc = NULL;
    486 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    487 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    488 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    489 
    490 		qc->qc_vmem = vm;
    491 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    492 		    vm->vm_name, size);
    493 		qc->qc_cache = pool_cache_init(size,
    494 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    495 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    496 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    497 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    498 		if (prevqc != NULL &&
    499 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    500 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    501 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    502 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    503 			continue;
    504 		}
    505 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    506 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    507 		prevqc = qc;
    508 	}
    509 }
    510 
    511 static void
    512 qc_destroy(vmem_t *vm)
    513 {
    514 	const qcache_t *prevqc;
    515 	int i;
    516 	int qcache_idx_max;
    517 
    518 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    519 	prevqc = NULL;
    520 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    521 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    522 
    523 		if (prevqc == qc) {
    524 			continue;
    525 		}
    526 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    527 		prevqc = qc;
    528 	}
    529 }
    530 
    531 static bool
    532 qc_reap(vmem_t *vm)
    533 {
    534 	const qcache_t *prevqc;
    535 	int i;
    536 	int qcache_idx_max;
    537 	bool didsomething = false;
    538 
    539 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    540 	prevqc = NULL;
    541 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    542 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    543 
    544 		if (prevqc == qc) {
    545 			continue;
    546 		}
    547 		if (pool_cache_reclaim(qc->qc_cache) != 0) {
    548 			didsomething = true;
    549 		}
    550 		prevqc = qc;
    551 	}
    552 
    553 	return didsomething;
    554 }
    555 #endif /* defined(QCACHE) */
    556 
    557 #if defined(_KERNEL)
    558 static int
    559 vmem_init(void)
    560 {
    561 
    562 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    563 	pool_cache_bootstrap(&bt_cache, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembt",
    564 	    NULL, IPL_VM, NULL, NULL, NULL);
    565 	return 0;
    566 }
    567 #endif /* defined(_KERNEL) */
    568 
    569 static vmem_addr_t
    570 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    571     int spanbttype)
    572 {
    573 	bt_t *btspan;
    574 	bt_t *btfree;
    575 
    576 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    577 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    578 
    579 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    580 	if (btspan == NULL) {
    581 		return VMEM_ADDR_NULL;
    582 	}
    583 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    584 	if (btfree == NULL) {
    585 		bt_free(vm, btspan);
    586 		return VMEM_ADDR_NULL;
    587 	}
    588 
    589 	btspan->bt_type = spanbttype;
    590 	btspan->bt_start = addr;
    591 	btspan->bt_size = size;
    592 
    593 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    594 	btfree->bt_start = addr;
    595 	btfree->bt_size = size;
    596 
    597 	VMEM_LOCK(vm);
    598 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    599 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    600 	bt_insfree(vm, btfree);
    601 	VMEM_UNLOCK(vm);
    602 
    603 	return addr;
    604 }
    605 
    606 static void
    607 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    608 {
    609 
    610 #if defined(QCACHE)
    611 	qc_destroy(vm);
    612 #endif /* defined(QCACHE) */
    613 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    614 		int i;
    615 
    616 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    617 			bt_t *bt;
    618 
    619 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    620 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    621 				bt_free(vm, bt);
    622 			}
    623 		}
    624 		xfree(vm->vm_hashlist);
    625 	}
    626 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    627 	xfree(vm);
    628 }
    629 
    630 static int
    631 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    632 {
    633 	vmem_addr_t addr;
    634 
    635 	if (vm->vm_allocfn == NULL) {
    636 		return EINVAL;
    637 	}
    638 
    639 	addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
    640 	if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
    641 		return ENOMEM;
    642 	}
    643 
    644 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
    645 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
    646 		return ENOMEM;
    647 	}
    648 
    649 	return 0;
    650 }
    651 
    652 static int
    653 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    654 {
    655 	bt_t *bt;
    656 	int i;
    657 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    658 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    659 	size_t oldhashsize;
    660 
    661 	KASSERT(newhashsize > 0);
    662 
    663 	newhashlist =
    664 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    665 	if (newhashlist == NULL) {
    666 		return ENOMEM;
    667 	}
    668 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    669 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    670 	}
    671 
    672 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    673 		xfree(newhashlist);
    674 		return EBUSY;
    675 	}
    676 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    677 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    678 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    679 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    680 	if (oldhashlist == NULL) {
    681 		VMEM_UNLOCK(vm);
    682 		return 0;
    683 	}
    684 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    685 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    686 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    687 			bt_insbusy(vm, bt);
    688 		}
    689 	}
    690 	VMEM_UNLOCK(vm);
    691 
    692 	xfree(oldhashlist);
    693 
    694 	return 0;
    695 }
    696 
    697 /*
    698  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    699  */
    700 
    701 static vmem_addr_t
    702 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    703     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
    704 {
    705 	vmem_addr_t start;
    706 	vmem_addr_t end;
    707 
    708 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    709 
    710 	/*
    711 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    712 	 * unsigned integer of the same size.
    713 	 */
    714 
    715 	start = bt->bt_start;
    716 	if (start < minaddr) {
    717 		start = minaddr;
    718 	}
    719 	end = BT_END(bt);
    720 	if (end > maxaddr - 1) {
    721 		end = maxaddr - 1;
    722 	}
    723 	if (start >= end) {
    724 		return VMEM_ADDR_NULL;
    725 	}
    726 
    727 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    728 	if (start < bt->bt_start) {
    729 		start += align;
    730 	}
    731 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    732 		KASSERT(align < nocross);
    733 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    734 	}
    735 	if (start < end && end - start >= size) {
    736 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    737 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    738 		KASSERT(minaddr <= start);
    739 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
    740 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    741 		KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
    742 		return start;
    743 	}
    744 	return VMEM_ADDR_NULL;
    745 }
    746 
    747 /* ---- vmem API */
    748 
    749 /*
    750  * vmem_create: create an arena.
    751  *
    752  * => must not be called from interrupt context.
    753  */
    754 
    755 vmem_t *
    756 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    757     vmem_size_t quantum,
    758     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
    759     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
    760     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
    761     int ipl)
    762 {
    763 	vmem_t *vm;
    764 	int i;
    765 #if defined(_KERNEL)
    766 	static ONCE_DECL(control);
    767 #endif /* defined(_KERNEL) */
    768 
    769 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    770 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    771 
    772 #if defined(_KERNEL)
    773 	if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
    774 		return NULL;
    775 	}
    776 #endif /* defined(_KERNEL) */
    777 	vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    778 	if (vm == NULL) {
    779 		return NULL;
    780 	}
    781 
    782 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    783 	vm->vm_name = name;
    784 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    785 	vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
    786 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    787 	vm->vm_allocfn = allocfn;
    788 	vm->vm_freefn = freefn;
    789 	vm->vm_source = source;
    790 	vm->vm_nbusytag = 0;
    791 #if defined(QCACHE)
    792 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    793 #endif /* defined(QCACHE) */
    794 
    795 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    796 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    797 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    798 	}
    799 	vm->vm_hashlist = NULL;
    800 	if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    801 		vmem_destroy1(vm);
    802 		return NULL;
    803 	}
    804 
    805 	if (size != 0) {
    806 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
    807 			vmem_destroy1(vm);
    808 			return NULL;
    809 		}
    810 	}
    811 
    812 #if defined(_KERNEL)
    813 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    814 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    815 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    816 #endif /* defined(_KERNEL) */
    817 
    818 	return vm;
    819 }
    820 
    821 void
    822 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    823 {
    824 
    825 #if defined(_KERNEL)
    826 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    827 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
    828 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    829 #endif /* defined(_KERNEL) */
    830 
    831 	vmem_destroy1(vm);
    832 }
    833 
    834 vmem_size_t
    835 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    836 {
    837 
    838 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
    839 }
    840 
    841 /*
    842  * vmem_alloc:
    843  *
    844  * => caller must ensure appropriate spl,
    845  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
    846  */
    847 
    848 vmem_addr_t
    849 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    850 {
    851 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
    852 
    853 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    854 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    855 
    856 	KASSERT(size > 0);
    857 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    858 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    859 		ASSERT_SLEEPABLE();
    860 	}
    861 
    862 #if defined(QCACHE)
    863 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
    864 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
    865 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
    866 
    867 		return (vmem_addr_t)pool_cache_get(qc->qc_cache,
    868 		    vmf_to_prf(flags));
    869 	}
    870 #endif /* defined(QCACHE) */
    871 
    872 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
    873 }
    874 
    875 vmem_addr_t
    876 vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    877     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
    878     vm_flag_t flags)
    879 {
    880 	struct vmem_freelist *list;
    881 	struct vmem_freelist *first;
    882 	struct vmem_freelist *end;
    883 	bt_t *bt;
    884 	bt_t *btnew;
    885 	bt_t *btnew2;
    886 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
    887 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
    888 	vmem_addr_t start;
    889 
    890 	KASSERT(size0 > 0);
    891 	KASSERT(size > 0);
    892 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    893 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    894 		ASSERT_SLEEPABLE();
    895 	}
    896 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    897 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
    898 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    899 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    900 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
    901 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
    902 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
    903 	KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
    904 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
    905 
    906 	if (align == 0) {
    907 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
    908 	}
    909 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
    910 	if (btnew == NULL) {
    911 		return VMEM_ADDR_NULL;
    912 	}
    913 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
    914 	if (btnew2 == NULL) {
    915 		bt_free(vm, btnew);
    916 		return VMEM_ADDR_NULL;
    917 	}
    918 
    919 retry_strat:
    920 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
    921 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    922 retry:
    923 	bt = NULL;
    924 	VMEM_LOCK(vm);
    925 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    926 		for (list = first; list < end; list++) {
    927 			bt = LIST_FIRST(list);
    928 			if (bt != NULL) {
    929 				start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    930 				    nocross, minaddr, maxaddr);
    931 				if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    932 					goto gotit;
    933 				}
    934 			}
    935 		}
    936 	} else { /* VM_BESTFIT */
    937 		for (list = first; list < end; list++) {
    938 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
    939 				if (bt->bt_size >= size) {
    940 					start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    941 					    nocross, minaddr, maxaddr);
    942 					if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    943 						goto gotit;
    944 					}
    945 				}
    946 			}
    947 		}
    948 	}
    949 	VMEM_UNLOCK(vm);
    950 #if 1
    951 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    952 		strat = VM_BESTFIT;
    953 		goto retry_strat;
    954 	}
    955 #endif
    956 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
    957 	    nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
    958 
    959 		/*
    960 		 * XXX should try to import a region large enough to
    961 		 * satisfy restrictions?
    962 		 */
    963 
    964 		goto fail;
    965 	}
    966 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
    967 		goto retry;
    968 	}
    969 	/* XXX */
    970 fail:
    971 	bt_free(vm, btnew);
    972 	bt_free(vm, btnew2);
    973 	return VMEM_ADDR_NULL;
    974 
    975 gotit:
    976 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    977 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    978 	bt_remfree(vm, bt);
    979 	if (bt->bt_start != start) {
    980 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    981 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
    982 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
    983 		bt->bt_start = start;
    984 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
    985 		bt_insfree(vm, btnew2);
    986 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
    987 		btnew2 = NULL;
    988 	}
    989 	KASSERT(bt->bt_start == start);
    990 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
    991 		/* split */
    992 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
    993 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
    994 		btnew->bt_size = size;
    995 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
    996 		bt->bt_size -= size;
    997 		bt_insfree(vm, bt);
    998 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
    999 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1000 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1001 	} else {
   1002 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1003 		bt_insbusy(vm, bt);
   1004 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1005 		bt_free(vm, btnew);
   1006 		btnew = bt;
   1007 	}
   1008 	if (btnew2 != NULL) {
   1009 		bt_free(vm, btnew2);
   1010 	}
   1011 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1012 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1013 
   1014 	return btnew->bt_start;
   1015 }
   1016 
   1017 /*
   1018  * vmem_free:
   1019  *
   1020  * => caller must ensure appropriate spl,
   1021  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1022  */
   1023 
   1024 void
   1025 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1026 {
   1027 
   1028 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1029 	KASSERT(size > 0);
   1030 
   1031 #if defined(QCACHE)
   1032 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1033 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1034 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1035 
   1036 		return pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1037 	}
   1038 #endif /* defined(QCACHE) */
   1039 
   1040 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1041 }
   1042 
   1043 void
   1044 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1045 {
   1046 	bt_t *bt;
   1047 	bt_t *t;
   1048 
   1049 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1050 	KASSERT(size > 0);
   1051 
   1052 	VMEM_LOCK(vm);
   1053 
   1054 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1055 	KASSERT(bt != NULL);
   1056 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1057 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1058 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1059 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1060 	bt_rembusy(vm, bt);
   1061 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1062 
   1063 	/* coalesce */
   1064 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1065 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1066 		KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
   1067 		bt_remfree(vm, t);
   1068 		bt_remseg(vm, t);
   1069 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1070 		bt_free(vm, t);
   1071 	}
   1072 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1073 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1074 		KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
   1075 		bt_remfree(vm, t);
   1076 		bt_remseg(vm, t);
   1077 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1078 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1079 		bt_free(vm, t);
   1080 	}
   1081 
   1082 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1083 	KASSERT(t != NULL);
   1084 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1085 	if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1086 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1087 		vmem_addr_t spanaddr;
   1088 		vmem_size_t spansize;
   1089 
   1090 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1091 		spanaddr = bt->bt_start;
   1092 		spansize = bt->bt_size;
   1093 		bt_remseg(vm, bt);
   1094 		bt_free(vm, bt);
   1095 		bt_remseg(vm, t);
   1096 		bt_free(vm, t);
   1097 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1098 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
   1099 	} else {
   1100 		bt_insfree(vm, bt);
   1101 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1102 	}
   1103 }
   1104 
   1105 /*
   1106  * vmem_add:
   1107  *
   1108  * => caller must ensure appropriate spl,
   1109  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1110  */
   1111 
   1112 vmem_addr_t
   1113 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1114 {
   1115 
   1116 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1117 }
   1118 
   1119 /*
   1120  * vmem_reap: reap unused resources.
   1121  *
   1122  * => return true if we successfully reaped something.
   1123  */
   1124 
   1125 bool
   1126 vmem_reap(vmem_t *vm)
   1127 {
   1128 	bool didsomething = false;
   1129 
   1130 #if defined(QCACHE)
   1131 	didsomething = qc_reap(vm);
   1132 #endif /* defined(QCACHE) */
   1133 	return didsomething;
   1134 }
   1135 
   1136 /* ---- rehash */
   1137 
   1138 #if defined(_KERNEL)
   1139 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1140 static int vmem_rehash_interval;
   1141 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1142 static struct work vmem_rehash_wk;
   1143 
   1144 static void
   1145 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1146 {
   1147 	vmem_t *vm;
   1148 
   1149 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1150 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1151 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1152 		size_t desired;
   1153 		size_t current;
   1154 
   1155 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1156 			continue;
   1157 		}
   1158 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1159 		current = vm->vm_hashsize;
   1160 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1161 
   1162 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1163 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1164 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1165 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1166 		}
   1167 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1168 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1169 		}
   1170 	}
   1171 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1172 
   1173 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1174 }
   1175 
   1176 static void
   1177 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1178 {
   1179 
   1180 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1181 }
   1182 
   1183 void
   1184 vmem_rehash_start(void)
   1185 {
   1186 	int error;
   1187 
   1188 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1189 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1190 	if (error) {
   1191 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1192 	}
   1193 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1194 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1195 
   1196 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1197 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1198 }
   1199 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1200 
   1201 /* ---- debug */
   1202 
   1203 #if defined(DDB)
   1204 static bt_t *
   1205 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1206 {
   1207 	bt_t *bt;
   1208 
   1209 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1210 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1211 			continue;
   1212 		}
   1213 		if (bt->bt_start <= addr && addr < BT_END(bt)) {
   1214 			return bt;
   1215 		}
   1216 	}
   1217 
   1218 	return NULL;
   1219 }
   1220 
   1221 void
   1222 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1223 {
   1224 	vmem_t *vm;
   1225 
   1226 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1227 		bt_t *bt;
   1228 
   1229 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1230 		if (bt == NULL) {
   1231 			continue;
   1232 		}
   1233 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1234 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1235 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1236 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1237 	}
   1238 }
   1239 #endif /* defined(DDB) */
   1240 
   1241 #if defined(VMEM_DEBUG)
   1242 
   1243 #if !defined(_KERNEL)
   1244 #include <stdio.h>
   1245 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1246 
   1247 void bt_dump(const bt_t *);
   1248 
   1249 void
   1250 bt_dump(const bt_t *bt)
   1251 {
   1252 
   1253 	printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
   1254 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1255 	    bt->bt_type);
   1256 }
   1257 
   1258 void
   1259 vmem_dump(const vmem_t *vm)
   1260 {
   1261 	const bt_t *bt;
   1262 	int i;
   1263 
   1264 	printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1265 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1266 		bt_dump(bt);
   1267 	}
   1268 
   1269 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1270 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1271 
   1272 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1273 			continue;
   1274 		}
   1275 
   1276 		printf("freelist[%d]\n", i);
   1277 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1278 			bt_dump(bt);
   1279 			if (bt->bt_size) {
   1280 			}
   1281 		}
   1282 	}
   1283 }
   1284 
   1285 #if !defined(_KERNEL)
   1286 
   1287 int
   1288 main()
   1289 {
   1290 	vmem_t *vm;
   1291 	vmem_addr_t p;
   1292 	struct reg {
   1293 		vmem_addr_t p;
   1294 		vmem_size_t sz;
   1295 		bool x;
   1296 	} *reg = NULL;
   1297 	int nreg = 0;
   1298 	int nalloc = 0;
   1299 	int nfree = 0;
   1300 	vmem_size_t total = 0;
   1301 #if 1
   1302 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1303 #else
   1304 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1305 #endif
   1306 
   1307 	vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
   1308 	    NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
   1309 	if (vm == NULL) {
   1310 		printf("vmem_create\n");
   1311 		exit(EXIT_FAILURE);
   1312 	}
   1313 	vmem_dump(vm);
   1314 
   1315 	p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1316 	p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1317 	p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
   1318 	p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1319 	p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1320 	vmem_dump(vm);
   1321 	for (;;) {
   1322 		struct reg *r;
   1323 		int t = rand() % 100;
   1324 
   1325 		if (t > 45) {
   1326 			/* alloc */
   1327 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1328 			bool x;
   1329 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1330 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1331 
   1332 			if (t > 70) {
   1333 				x = true;
   1334 				/* XXX */
   1335 				align = 1 << (rand() % 15);
   1336 				phase = rand() % 65536;
   1337 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1338 				if (align <= phase) {
   1339 					phase = 0;
   1340 				}
   1341 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1342 				    nocross)) {
   1343 					nocross = 0;
   1344 				}
   1345 				minaddr = rand() % 50000;
   1346 				maxaddr = rand() % 70000;
   1347 				if (minaddr > maxaddr) {
   1348 					minaddr = 0;
   1349 					maxaddr = 0;
   1350 				}
   1351 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1352 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1353 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1354 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1355 				    (uint64_t)sz,
   1356 				    (uint64_t)align,
   1357 				    (uint64_t)phase,
   1358 				    (uint64_t)nocross,
   1359 				    (uint64_t)minaddr,
   1360 				    (uint64_t)maxaddr);
   1361 				p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1362 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
   1363 			} else {
   1364 				x = false;
   1365 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1366 				p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
   1367 			}
   1368 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1369 			vmem_dump(vm);
   1370 			if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
   1371 				if (x) {
   1372 					continue;
   1373 				}
   1374 				break;
   1375 			}
   1376 			nreg++;
   1377 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1378 			r = &reg[nreg - 1];
   1379 			r->p = p;
   1380 			r->sz = sz;
   1381 			r->x = x;
   1382 			total += sz;
   1383 			nalloc++;
   1384 		} else if (nreg != 0) {
   1385 			/* free */
   1386 			r = &reg[rand() % nreg];
   1387 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1388 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1389 			if (r->x) {
   1390 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1391 			} else {
   1392 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1393 			}
   1394 			total -= r->sz;
   1395 			vmem_dump(vm);
   1396 			*r = reg[nreg - 1];
   1397 			nreg--;
   1398 			nfree++;
   1399 		}
   1400 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1401 	}
   1402 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1403 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1404 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1405 }
   1406 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1407 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
   1408