Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.65.2.3
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.65.2.3 2013/01/23 00:06:22 yamt Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c)2006,2007,2008,2009 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 
     36 #include <sys/cdefs.h>
     37 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.65.2.3 2013/01/23 00:06:22 yamt Exp $");
     38 
     39 #if defined(_KERNEL)
     40 #include "opt_ddb.h"
     41 #define	QCACHE
     42 #endif /* defined(_KERNEL) */
     43 
     44 #include <sys/param.h>
     45 #include <sys/hash.h>
     46 #include <sys/queue.h>
     47 #include <sys/bitops.h>
     48 
     49 #if defined(_KERNEL)
     50 #include <sys/systm.h>
     51 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     52 #include <sys/callout.h>
     53 #include <sys/kmem.h>
     54 #include <sys/pool.h>
     55 #include <sys/vmem.h>
     56 #include <sys/workqueue.h>
     57 #include <sys/atomic.h>
     58 #include <uvm/uvm.h>
     59 #include <uvm/uvm_extern.h>
     60 #include <uvm/uvm_km.h>
     61 #include <uvm/uvm_page.h>
     62 #include <uvm/uvm_pdaemon.h>
     63 #else /* defined(_KERNEL) */
     64 #include "../sys/vmem.h"
     65 #endif /* defined(_KERNEL) */
     66 
     67 
     68 #if defined(_KERNEL)
     69 #include <sys/evcnt.h>
     70 #define VMEM_EVCNT_DEFINE(name) \
     71 struct evcnt vmem_evcnt_##name = EVCNT_INITIALIZER(EVCNT_TYPE_MISC, NULL, \
     72     "vmemev", #name); \
     73 EVCNT_ATTACH_STATIC(vmem_evcnt_##name);
     74 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count++
     75 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count--
     76 
     77 VMEM_EVCNT_DEFINE(bt_pages)
     78 VMEM_EVCNT_DEFINE(bt_count)
     79 VMEM_EVCNT_DEFINE(bt_inuse)
     80 
     81 #define	LOCK_DECL(name)		\
     82     kmutex_t name; char lockpad[COHERENCY_UNIT - sizeof(kmutex_t)]
     83 
     84 #define CONDVAR_DECL(name)	\
     85     kcondvar_t name
     86 
     87 #else /* defined(_KERNEL) */
     88 #include <stdio.h>
     89 #include <errno.h>
     90 #include <assert.h>
     91 #include <stdlib.h>
     92 #include <string.h>
     93 
     94 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
     95 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
     96 
     97 #define	UNITTEST
     98 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     99 #define	LOCK_DECL(name)		/* nothing */
    100 #define	CONDVAR_DECL(name)	/* nothing */
    101 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    102 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	/* nothing */
    103 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    104 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    105 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    106 #define	mutex_tryenter(a)	true
    107 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    108 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    109 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    110 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    111 #endif /* defined(_KERNEL) */
    112 
    113 struct vmem;
    114 struct vmem_btag;
    115 
    116 #if defined(VMEM_SANITY)
    117 static void vmem_check(vmem_t *);
    118 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    119 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    120 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    121 
    122 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
    123 
    124 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    125 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    126 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    127 
    128 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    129 
    130 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    131 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    132 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    133 
    134 #if defined(QCACHE)
    135 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    136 
    137 #define	QC_NAME_MAX	16
    138 
    139 struct qcache {
    140 	pool_cache_t qc_cache;
    141 	vmem_t *qc_vmem;
    142 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    143 };
    144 typedef struct qcache qcache_t;
    145 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
    146 #endif /* defined(QCACHE) */
    147 
    148 #define	VMEM_NAME_MAX	16
    149 
    150 /* vmem arena */
    151 struct vmem {
    152 	CONDVAR_DECL(vm_cv);
    153 	LOCK_DECL(vm_lock);
    154 	vm_flag_t vm_flags;
    155 	vmem_import_t *vm_importfn;
    156 	vmem_release_t *vm_releasefn;
    157 	size_t vm_nfreetags;
    158 	LIST_HEAD(, vmem_btag) vm_freetags;
    159 	void *vm_arg;
    160 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    161 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    162 	size_t vm_hashsize;
    163 	size_t vm_nbusytag;
    164 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    165 	struct vmem_hashlist vm_hash0;
    166 	size_t vm_quantum_mask;
    167 	int vm_quantum_shift;
    168 	size_t vm_size;
    169 	size_t vm_inuse;
    170 	char vm_name[VMEM_NAME_MAX+1];
    171 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    172 
    173 #if defined(QCACHE)
    174 	/* quantum cache */
    175 	size_t vm_qcache_max;
    176 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    177 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    178 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    179 #endif /* defined(QCACHE) */
    180 };
    181 
    182 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    183 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    184 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    185 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    186 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    187 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    188 
    189 #if defined(_KERNEL)
    190 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
    191 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    192 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    193 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    194 #endif /* defined(_KERNEL) */
    195 
    196 /* boundary tag */
    197 struct vmem_btag {
    198 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    199 	union {
    200 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    201 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    202 	} bt_u;
    203 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    204 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    205 	vmem_addr_t bt_start;
    206 	vmem_size_t bt_size;
    207 	int bt_type;
    208 };
    209 
    210 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    211 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    212 #define	BT_TYPE_FREE		3
    213 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    214 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    215 
    216 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size - 1)
    217 
    218 typedef struct vmem_btag bt_t;
    219 
    220 #if defined(_KERNEL)
    221 static kmutex_t vmem_list_lock;
    222 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    223 #endif /* defined(_KERNEL) */
    224 
    225 /* ---- misc */
    226 
    227 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    228 	(-(-(addr) & -(align)))
    229 
    230 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    231 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    232 
    233 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    234 #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    235 
    236 #if !defined(_KERNEL)
    237 #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    238 #define	xfree(p, sz)		free(p)
    239 #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    240 #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    241 #else /* defined(_KERNEL) */
    242 
    243 #define	xmalloc(sz, flags) \
    244     kmem_intr_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    245 #define	xfree(p, sz)		kmem_intr_free(p, sz);
    246 
    247 /*
    248  * Memory for arenas initialized during bootstrap.
    249  * There is memory for STATIC_VMEM_COUNT bootstrap arenas.
    250  *
    251  * BT_RESERVE calculation:
    252  * we allocate memory for boundry tags with vmem, therefor we have
    253  * to keep a reserve of bts used to allocated memory for bts.
    254  * This reserve is 4 for each arena involved in allocating vmems memory.
    255  * BT_MAXFREE: don't cache excessive counts of bts in arenas
    256  */
    257 #define STATIC_VMEM_COUNT 4
    258 #define STATIC_BT_COUNT 200
    259 #define BT_MINRESERVE 4
    260 #define BT_MAXFREE 64
    261 /* must be equal or greater then qcache multiplier for kmem_va_arena */
    262 #define STATIC_QC_POOL_COUNT 8
    263 
    264 static struct vmem static_vmems[STATIC_VMEM_COUNT];
    265 static int static_vmem_count = STATIC_VMEM_COUNT;
    266 
    267 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    268 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    269 
    270 static struct pool_cache static_qc_pools[STATIC_QC_POOL_COUNT];
    271 static int static_qc_pool_count = STATIC_QC_POOL_COUNT;
    272 
    273 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    274 vmem_t *kmem_meta_arena;
    275 
    276 static kmutex_t vmem_refill_lock;
    277 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    278 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    279 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    280 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    281 
    282 /* ---- boundary tag */
    283 
    284 #define	BT_PER_PAGE	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    285 
    286 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    287 
    288 static int
    289 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    290 {
    291 	vmem_addr_t va;
    292 	bt_t *btp;
    293 	bt_t *bt;
    294 	int i;
    295 
    296 	mutex_enter(&vmem_refill_lock);
    297 
    298 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    299 	if (vmem_btag_freelist_count > 0) {
    300 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    301 		mutex_exit(&vmem_refill_lock);
    302 		return 0;
    303 	} else {
    304 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    305 	}
    306 
    307 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    308 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    309 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    310 		mutex_exit(&vmem_refill_lock);
    311 		return ENOMEM;
    312 	}
    313 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    314 
    315 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    316 	btp = (void *) va;
    317 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    318 		bt = btp;
    319 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    320 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    321 		    bt_freelist);
    322 		vmem_btag_freelist_count++;
    323 		vmem_btag_count++;
    324 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    325 		btp++;
    326 	}
    327 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    328 
    329 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    330 	    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    331 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    332 	    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    333 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    334 	    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    335 
    336 	mutex_exit(&vmem_refill_lock);
    337 
    338 	return 0;
    339 }
    340 
    341 static int
    342 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    343 {
    344 	bt_t *bt;
    345 
    346 	if (!(flags & VM_POPULATING)) {
    347 		bt_refillglobal(flags);
    348 	}
    349 
    350 	VMEM_LOCK(vm);
    351 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    352 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    353 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    354 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    355 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    356 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    357 		vm->vm_nfreetags++;
    358 		vmem_btag_freelist_count--;
    359 	}
    360 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    361 
    362 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    363 		VMEM_UNLOCK(vm);
    364 		return ENOMEM;
    365 	}
    366 	VMEM_UNLOCK(vm);
    367 
    368 	return 0;
    369 }
    370 
    371 static inline bt_t *
    372 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    373 {
    374 	bt_t *bt;
    375 again:
    376 	VMEM_LOCK(vm);
    377 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE &&
    378 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    379 		VMEM_UNLOCK(vm);
    380 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    381 			return NULL;
    382 		}
    383 		goto again;
    384 	}
    385 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    386 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    387 	vm->vm_nfreetags--;
    388 	VMEM_UNLOCK(vm);
    389 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    390 
    391 	return bt;
    392 }
    393 
    394 static inline void
    395 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    396 {
    397 
    398 	VMEM_LOCK(vm);
    399 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    400 	vm->vm_nfreetags++;
    401 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    402 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    403 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    404 		vm->vm_nfreetags--;
    405 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    406 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    407 		vmem_btag_freelist_count++;
    408 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    409 	}
    410 	VMEM_UNLOCK(vm);
    411 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    412 }
    413 
    414 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    415 
    416 /*
    417  * freelist[0] ... [1, 1]
    418  * freelist[1] ... [2, 3]
    419  * freelist[2] ... [4, 7]
    420  * freelist[3] ... [8, 15]
    421  *  :
    422  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    423  *  :
    424  */
    425 
    426 static struct vmem_freelist *
    427 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    428 {
    429 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    430 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    431 
    432 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    433 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    434 	KASSERT(idx >= 0);
    435 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    436 
    437 	return &vm->vm_freelist[idx];
    438 }
    439 
    440 /*
    441  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    442  * strategy.
    443  *
    444  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    445  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    446  * large enough for the requested size.
    447  */
    448 
    449 static struct vmem_freelist *
    450 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    451 {
    452 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    453 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    454 
    455 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    456 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    457 
    458 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    459 		idx++;
    460 		/* check too large request? */
    461 	}
    462 	KASSERT(idx >= 0);
    463 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    464 
    465 	return &vm->vm_freelist[idx];
    466 }
    467 
    468 /* ---- boundary tag hash */
    469 
    470 static struct vmem_hashlist *
    471 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    472 {
    473 	struct vmem_hashlist *list;
    474 	unsigned int hash;
    475 
    476 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    477 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    478 
    479 	return list;
    480 }
    481 
    482 static bt_t *
    483 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    484 {
    485 	struct vmem_hashlist *list;
    486 	bt_t *bt;
    487 
    488 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    489 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    490 		if (bt->bt_start == addr) {
    491 			break;
    492 		}
    493 	}
    494 
    495 	return bt;
    496 }
    497 
    498 static void
    499 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    500 {
    501 
    502 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    503 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    504 	vm->vm_nbusytag--;
    505 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    506 }
    507 
    508 static void
    509 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    510 {
    511 	struct vmem_hashlist *list;
    512 
    513 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    514 
    515 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    516 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    517 	vm->vm_nbusytag++;
    518 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    519 }
    520 
    521 /* ---- boundary tag list */
    522 
    523 static void
    524 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    525 {
    526 
    527 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    528 }
    529 
    530 static void
    531 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    532 {
    533 
    534 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    535 }
    536 
    537 static void
    538 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    539 {
    540 
    541 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    542 }
    543 
    544 static void
    545 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    546 {
    547 
    548 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    549 
    550 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    551 }
    552 
    553 static void
    554 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    555 {
    556 	struct vmem_freelist *list;
    557 
    558 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    559 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    560 }
    561 
    562 /* ---- vmem internal functions */
    563 
    564 #if defined(QCACHE)
    565 static inline vm_flag_t
    566 prf_to_vmf(int prflags)
    567 {
    568 	vm_flag_t vmflags;
    569 
    570 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    571 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    572 		vmflags = VM_SLEEP;
    573 	} else {
    574 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    575 	}
    576 	return vmflags;
    577 }
    578 
    579 static inline int
    580 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    581 {
    582 	int prflags;
    583 
    584 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    585 		prflags = PR_WAITOK;
    586 	} else {
    587 		prflags = PR_NOWAIT;
    588 	}
    589 	return prflags;
    590 }
    591 
    592 static size_t
    593 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    594 {
    595 	int i;
    596 
    597 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    598 		/* nothing */
    599 	}
    600 	return ORDER2SIZE(i);
    601 }
    602 
    603 static void *
    604 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    605 {
    606 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    607 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    608 	vmem_addr_t addr;
    609 
    610 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    611 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    612 		return NULL;
    613 	return (void *)addr;
    614 }
    615 
    616 static void
    617 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    618 {
    619 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    620 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    621 
    622 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    623 }
    624 
    625 static void
    626 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    627 {
    628 	qcache_t *prevqc;
    629 	struct pool_allocator *pa;
    630 	int qcache_idx_max;
    631 	int i;
    632 
    633 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    634 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    635 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    636 	}
    637 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    638 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    639 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    640 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    641 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    642 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    643 
    644 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    645 	prevqc = NULL;
    646 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    647 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    648 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    649 		pool_cache_t pc;
    650 
    651 		qc->qc_vmem = vm;
    652 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    653 		    vm->vm_name, size);
    654 
    655 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    656 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    657 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    658 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    659 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    660 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    661 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    662 		} else {
    663 			pc = pool_cache_init(size,
    664 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    665 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    666 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    667 		}
    668 		qc->qc_cache = pc;
    669 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    670 		if (prevqc != NULL &&
    671 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    672 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    673 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    674 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    675 				//static_qc_pool_count++;
    676 			} else {
    677 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    678 			}
    679 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    680 			continue;
    681 		}
    682 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    683 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    684 		prevqc = qc;
    685 	}
    686 }
    687 
    688 static void
    689 qc_destroy(vmem_t *vm)
    690 {
    691 	const qcache_t *prevqc;
    692 	int i;
    693 	int qcache_idx_max;
    694 
    695 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    696 	prevqc = NULL;
    697 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    698 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    699 
    700 		if (prevqc == qc) {
    701 			continue;
    702 		}
    703 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    704 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    705 		} else {
    706 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    707 		}
    708 		prevqc = qc;
    709 	}
    710 }
    711 #endif
    712 
    713 #if defined(_KERNEL)
    714 void
    715 vmem_bootstrap(void)
    716 {
    717 
    718 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    719 	mutex_init(&vmem_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    720 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    721 
    722 	while (static_bt_count-- > 0) {
    723 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    724 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    725 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    726 		vmem_btag_freelist_count++;
    727 	}
    728 }
    729 
    730 void
    731 vmem_init(vmem_t *vm)
    732 {
    733 
    734 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    735 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    736 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    737 	    IPL_VM);
    738 
    739 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    740 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    741 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    742 }
    743 #endif /* defined(_KERNEL) */
    744 
    745 static int
    746 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    747     int spanbttype)
    748 {
    749 	bt_t *btspan;
    750 	bt_t *btfree;
    751 
    752 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    753 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    754 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    755 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    756 
    757 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    758 	if (btspan == NULL) {
    759 		return ENOMEM;
    760 	}
    761 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    762 	if (btfree == NULL) {
    763 		bt_free(vm, btspan);
    764 		return ENOMEM;
    765 	}
    766 
    767 	btspan->bt_type = spanbttype;
    768 	btspan->bt_start = addr;
    769 	btspan->bt_size = size;
    770 
    771 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    772 	btfree->bt_start = addr;
    773 	btfree->bt_size = size;
    774 
    775 	VMEM_LOCK(vm);
    776 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    777 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    778 	bt_insfree(vm, btfree);
    779 	vm->vm_size += size;
    780 	VMEM_UNLOCK(vm);
    781 
    782 	return 0;
    783 }
    784 
    785 static void
    786 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    787 {
    788 
    789 #if defined(QCACHE)
    790 	qc_destroy(vm);
    791 #endif /* defined(QCACHE) */
    792 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    793 		int i;
    794 
    795 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    796 			bt_t *bt;
    797 
    798 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    799 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    800 				bt_free(vm, bt);
    801 			}
    802 		}
    803 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    804 			xfree(vm->vm_hashlist,
    805 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    806 		}
    807 	}
    808 
    809 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    810 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    811 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    812 		vm->vm_nfreetags--;
    813 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    814 #if defined (_KERNEL)
    815 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    816 		vmem_btag_freelist_count++;
    817 #endif /* defined(_KERNEL) */
    818 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    819 	}
    820 
    821 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    822 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    823 }
    824 
    825 static int
    826 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    827 {
    828 	vmem_addr_t addr;
    829 	int rc;
    830 
    831 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    832 		return EINVAL;
    833 	}
    834 
    835 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    836 		size *= 8;
    837 	}
    838 
    839 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    840 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    841 		    &size, flags, &addr);
    842 	} else {
    843 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    844 	}
    845 	if (rc) {
    846 		return ENOMEM;
    847 	}
    848 
    849 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    850 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    851 		return ENOMEM;
    852 	}
    853 
    854 	return 0;
    855 }
    856 
    857 static int
    858 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    859 {
    860 	bt_t *bt;
    861 	int i;
    862 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    863 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    864 	size_t oldhashsize;
    865 
    866 	KASSERT(newhashsize > 0);
    867 
    868 	newhashlist =
    869 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    870 	if (newhashlist == NULL) {
    871 		return ENOMEM;
    872 	}
    873 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    874 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    875 	}
    876 
    877 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    878 		xfree(newhashlist,
    879 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    880 		return EBUSY;
    881 	}
    882 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    883 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    884 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    885 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    886 	if (oldhashlist == NULL) {
    887 		VMEM_UNLOCK(vm);
    888 		return 0;
    889 	}
    890 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    891 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    892 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    893 			bt_insbusy(vm, bt);
    894 		}
    895 	}
    896 	VMEM_UNLOCK(vm);
    897 
    898 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    899 		xfree(oldhashlist,
    900 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    901 	}
    902 
    903 	return 0;
    904 }
    905 
    906 /*
    907  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    908  *
    909  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    910  * before calling us.
    911  */
    912 
    913 static int
    914 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    915     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    916     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    917 {
    918 	vmem_addr_t start;
    919 	vmem_addr_t end;
    920 
    921 	KASSERT(size > 0);
    922 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    923 
    924 	/*
    925 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    926 	 * unsigned integer of the same size.
    927 	 */
    928 
    929 	start = bt->bt_start;
    930 	if (start < minaddr) {
    931 		start = minaddr;
    932 	}
    933 	end = BT_END(bt);
    934 	if (end > maxaddr) {
    935 		end = maxaddr;
    936 	}
    937 	if (start > end) {
    938 		return ENOMEM;
    939 	}
    940 
    941 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    942 	if (start < bt->bt_start) {
    943 		start += align;
    944 	}
    945 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    946 		KASSERT(align < nocross);
    947 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    948 	}
    949 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    950 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    951 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    952 		KASSERT(minaddr <= start);
    953 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    954 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    955 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    956 		*addrp = start;
    957 		return 0;
    958 	}
    959 	return ENOMEM;
    960 }
    961 
    962 
    963 /*
    964  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    965  */
    966 
    967 static vmem_t *
    968 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    969     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    970     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    971 {
    972 	vmem_t *vm = NULL;
    973 	int i;
    974 
    975 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    976 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    977 	KASSERT(quantum > 0);
    978 
    979 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    980 #if defined(_KERNEL)
    981 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    982 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    983 #endif /* defined(_KERNEL) */
    984 	} else {
    985 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    986 	}
    987 	if (vm == NULL) {
    988 		return NULL;
    989 	}
    990 
    991 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    992 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    993 	vm->vm_flags = flags;
    994 	vm->vm_nfreetags = 0;
    995 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    996 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    997 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    998 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    999 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
   1000 	vm->vm_importfn = importfn;
   1001 	vm->vm_releasefn = releasefn;
   1002 	vm->vm_arg = arg;
   1003 	vm->vm_nbusytag = 0;
   1004 	vm->vm_size = 0;
   1005 	vm->vm_inuse = 0;
   1006 #if defined(QCACHE)
   1007 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
   1008 #endif /* defined(QCACHE) */
   1009 
   1010 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
   1011 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1012 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
   1013 	}
   1014 	vm->vm_hashlist = NULL;
   1015 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1016 		vm->vm_hashsize = 1;
   1017 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
   1018 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
   1019 		vmem_destroy1(vm);
   1020 		return NULL;
   1021 	}
   1022 
   1023 	if (size != 0) {
   1024 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
   1025 			vmem_destroy1(vm);
   1026 			return NULL;
   1027 		}
   1028 	}
   1029 
   1030 #if defined(_KERNEL)
   1031 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1032 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1033 	}
   1034 
   1035 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1036 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1037 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1038 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1039 
   1040 	return vm;
   1041 }
   1042 
   1043 
   1044 /* ---- vmem API */
   1045 
   1046 /*
   1047  * vmem_create: create an arena.
   1048  *
   1049  * => must not be called from interrupt context.
   1050  */
   1051 
   1052 vmem_t *
   1053 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1054     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1055     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1056 {
   1057 
   1058 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1059 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1060 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1061 
   1062 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1063 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1064 }
   1065 
   1066 /*
   1067  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1068  *
   1069  * => must not be called from interrupt context.
   1070  */
   1071 
   1072 vmem_t *
   1073 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1074     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1075     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1076 {
   1077 
   1078 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1079 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1080 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1081 
   1082 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1083 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1084 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1085 }
   1086 
   1087 void
   1088 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1089 {
   1090 
   1091 #if defined(_KERNEL)
   1092 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1093 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1094 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1095 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1096 
   1097 	vmem_destroy1(vm);
   1098 }
   1099 
   1100 vmem_size_t
   1101 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1102 {
   1103 
   1104 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1105 }
   1106 
   1107 /*
   1108  * vmem_alloc:
   1109  *
   1110  * => caller must ensure appropriate spl,
   1111  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1112  */
   1113 
   1114 int
   1115 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1116 {
   1117 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1118 
   1119 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1120 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1121 
   1122 	KASSERT(size > 0);
   1123 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1124 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1125 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1126 	}
   1127 
   1128 #if defined(QCACHE)
   1129 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1130 		void *p;
   1131 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1132 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1133 
   1134 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1135 		if (addrp != NULL)
   1136 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1137 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1138 	}
   1139 #endif /* defined(QCACHE) */
   1140 
   1141 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1142 	    flags, addrp);
   1143 }
   1144 
   1145 int
   1146 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1147     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1148     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1149     vmem_addr_t *addrp)
   1150 {
   1151 	struct vmem_freelist *list;
   1152 	struct vmem_freelist *first;
   1153 	struct vmem_freelist *end;
   1154 	bt_t *bt;
   1155 	bt_t *btnew;
   1156 	bt_t *btnew2;
   1157 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1158 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1159 	vmem_addr_t start;
   1160 	int rc;
   1161 
   1162 	KASSERT(size0 > 0);
   1163 	KASSERT(size > 0);
   1164 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1165 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1166 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1167 	}
   1168 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1169 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1170 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1171 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1172 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1173 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1174 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1175 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1176 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1177 
   1178 	if (align == 0) {
   1179 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1180 	}
   1181 
   1182 	/*
   1183 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1184 	 */
   1185 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1186 	if (btnew == NULL) {
   1187 		return ENOMEM;
   1188 	}
   1189 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1190 	if (btnew2 == NULL) {
   1191 		bt_free(vm, btnew);
   1192 		return ENOMEM;
   1193 	}
   1194 
   1195 	/*
   1196 	 * choose a free block from which we allocate.
   1197 	 */
   1198 retry_strat:
   1199 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1200 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1201 retry:
   1202 	bt = NULL;
   1203 	VMEM_LOCK(vm);
   1204 	vmem_check(vm);
   1205 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1206 		/*
   1207 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1208 		 *
   1209 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1210 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1211 		 * the given size.
   1212 		 */
   1213 		for (list = first; list < end; list++) {
   1214 			bt = LIST_FIRST(list);
   1215 			if (bt != NULL) {
   1216 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1217 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1218 				if (rc == 0) {
   1219 					goto gotit;
   1220 				}
   1221 				/*
   1222 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1223 				 * here.  the list can be very long and we are
   1224 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1225 				 * lists are larger and have better chances to
   1226 				 * satisfy our restrictions.
   1227 				 */
   1228 			}
   1229 		}
   1230 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1231 		/*
   1232 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1233 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1234 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1235 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1236 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1237 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1238 		 *
   1239 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1240 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1241 		 */
   1242 		for (list = first; list < end; list++) {
   1243 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1244 				if (bt->bt_size >= size) {
   1245 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1246 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1247 					if (rc == 0) {
   1248 						goto gotit;
   1249 					}
   1250 				}
   1251 			}
   1252 		}
   1253 	}
   1254 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1255 #if 1
   1256 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1257 		strat = VM_BESTFIT;
   1258 		goto retry_strat;
   1259 	}
   1260 #endif
   1261 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1262 
   1263 		/*
   1264 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1265 		 * satisfy restrictions?
   1266 		 */
   1267 
   1268 		goto fail;
   1269 	}
   1270 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1271 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1272 		goto retry;
   1273 	}
   1274 	/* XXX */
   1275 
   1276 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1277 #if defined(_KERNEL) && !defined(_RUMPKERNEL)
   1278 		mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
   1279 		uvm_kick_pdaemon();
   1280 		mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
   1281 #endif
   1282 		VMEM_LOCK(vm);
   1283 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1284 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1285 		goto retry;
   1286 	}
   1287 fail:
   1288 	bt_free(vm, btnew);
   1289 	bt_free(vm, btnew2);
   1290 	return ENOMEM;
   1291 
   1292 gotit:
   1293 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1294 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1295 	bt_remfree(vm, bt);
   1296 	vmem_check(vm);
   1297 	if (bt->bt_start != start) {
   1298 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1299 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1300 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1301 		bt->bt_start = start;
   1302 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1303 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1304 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1305 		btnew2 = NULL;
   1306 		vmem_check(vm);
   1307 	}
   1308 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1309 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1310 		/* split */
   1311 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1312 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1313 		btnew->bt_size = size;
   1314 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1315 		bt->bt_size -= size;
   1316 		bt_insfree(vm, bt);
   1317 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1318 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1319 		vmem_check(vm);
   1320 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1321 	} else {
   1322 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1323 		bt_insbusy(vm, bt);
   1324 		vmem_check(vm);
   1325 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1326 		bt_free(vm, btnew);
   1327 		btnew = bt;
   1328 	}
   1329 	if (btnew2 != NULL) {
   1330 		bt_free(vm, btnew2);
   1331 	}
   1332 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1333 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1334 
   1335 	if (addrp != NULL)
   1336 		*addrp = btnew->bt_start;
   1337 	return 0;
   1338 }
   1339 
   1340 /*
   1341  * vmem_free:
   1342  *
   1343  * => caller must ensure appropriate spl,
   1344  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1345  */
   1346 
   1347 void
   1348 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1349 {
   1350 
   1351 	KASSERT(size > 0);
   1352 
   1353 #if defined(QCACHE)
   1354 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1355 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1356 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1357 
   1358 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1359 		return;
   1360 	}
   1361 #endif /* defined(QCACHE) */
   1362 
   1363 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1364 }
   1365 
   1366 void
   1367 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1368 {
   1369 	bt_t *bt;
   1370 	bt_t *t;
   1371 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1372 
   1373 	LIST_INIT(&tofree);
   1374 
   1375 	KASSERT(size > 0);
   1376 
   1377 	VMEM_LOCK(vm);
   1378 
   1379 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1380 	KASSERT(bt != NULL);
   1381 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1382 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1383 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1384 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1385 	bt_rembusy(vm, bt);
   1386 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1387 
   1388 	/* coalesce */
   1389 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1390 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1391 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1392 		bt_remfree(vm, t);
   1393 		bt_remseg(vm, t);
   1394 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1395 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1396 	}
   1397 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1398 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1399 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1400 		bt_remfree(vm, t);
   1401 		bt_remseg(vm, t);
   1402 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1403 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1404 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1405 	}
   1406 
   1407 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1408 	KASSERT(t != NULL);
   1409 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1410 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1411 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1412 		vmem_addr_t spanaddr;
   1413 		vmem_size_t spansize;
   1414 
   1415 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1416 		spanaddr = bt->bt_start;
   1417 		spansize = bt->bt_size;
   1418 		bt_remseg(vm, bt);
   1419 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1420 		bt_remseg(vm, t);
   1421 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1422 		vm->vm_size -= spansize;
   1423 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1424 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1425 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1426 	} else {
   1427 		bt_insfree(vm, bt);
   1428 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1429 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1430 	}
   1431 
   1432 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1433 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1434 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1435 		bt_free(vm, t);
   1436 	}
   1437 }
   1438 
   1439 /*
   1440  * vmem_add:
   1441  *
   1442  * => caller must ensure appropriate spl,
   1443  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1444  */
   1445 
   1446 int
   1447 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1448 {
   1449 
   1450 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1451 }
   1452 
   1453 /*
   1454  * vmem_size: information about arenas size
   1455  *
   1456  * => return free/allocated size in arena
   1457  */
   1458 vmem_size_t
   1459 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1460 {
   1461 
   1462 	switch (typemask) {
   1463 	case VMEM_ALLOC:
   1464 		return vm->vm_inuse;
   1465 	case VMEM_FREE:
   1466 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1467 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1468 		return vm->vm_size;
   1469 	default:
   1470 		panic("vmem_size");
   1471 	}
   1472 }
   1473 
   1474 /* ---- rehash */
   1475 
   1476 #if defined(_KERNEL)
   1477 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1478 static int vmem_rehash_interval;
   1479 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1480 static struct work vmem_rehash_wk;
   1481 
   1482 static void
   1483 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1484 {
   1485 	vmem_t *vm;
   1486 
   1487 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1488 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1489 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1490 		size_t desired;
   1491 		size_t current;
   1492 
   1493 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1494 			continue;
   1495 		}
   1496 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1497 		current = vm->vm_hashsize;
   1498 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1499 
   1500 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1501 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1502 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1503 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1504 		}
   1505 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1506 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1507 		}
   1508 	}
   1509 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1510 
   1511 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1512 }
   1513 
   1514 static void
   1515 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1516 {
   1517 
   1518 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1519 }
   1520 
   1521 void
   1522 vmem_rehash_start(void)
   1523 {
   1524 	int error;
   1525 
   1526 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1527 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1528 	if (error) {
   1529 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1530 	}
   1531 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1532 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1533 
   1534 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1535 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1536 }
   1537 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1538 
   1539 /* ---- debug */
   1540 
   1541 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1542 
   1543 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...));
   1544 
   1545 static const char *
   1546 bt_type_string(int type)
   1547 {
   1548 	static const char * const table[] = {
   1549 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1550 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1551 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1552 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1553 	};
   1554 
   1555 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1556 		return "BOGUS";
   1557 	}
   1558 	return table[type];
   1559 }
   1560 
   1561 static void
   1562 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1563 {
   1564 
   1565 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1566 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1567 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1568 }
   1569 
   1570 static void
   1571 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...))
   1572 {
   1573 	const bt_t *bt;
   1574 	int i;
   1575 
   1576 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1577 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1578 		bt_dump(bt, pr);
   1579 	}
   1580 
   1581 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1582 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1583 
   1584 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1585 			continue;
   1586 		}
   1587 
   1588 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1589 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1590 			bt_dump(bt, pr);
   1591 		}
   1592 	}
   1593 }
   1594 
   1595 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1596 
   1597 #if defined(DDB)
   1598 static bt_t *
   1599 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1600 {
   1601 	bt_t *bt;
   1602 
   1603 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1604 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1605 			continue;
   1606 		}
   1607 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1608 			return bt;
   1609 		}
   1610 	}
   1611 
   1612 	return NULL;
   1613 }
   1614 
   1615 void
   1616 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1617 {
   1618 	vmem_t *vm;
   1619 
   1620 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1621 		bt_t *bt;
   1622 
   1623 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1624 		if (bt == NULL) {
   1625 			continue;
   1626 		}
   1627 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1628 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1629 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1630 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1631 	}
   1632 }
   1633 
   1634 void
   1635 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1636 {
   1637 	const vmem_t *vm;
   1638 
   1639 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1640 		vmem_dump(vm, pr);
   1641 	}
   1642 }
   1643 
   1644 void
   1645 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1646 {
   1647 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1648 
   1649 	vmem_dump(vm, pr);
   1650 }
   1651 #endif /* defined(DDB) */
   1652 
   1653 #if defined(_KERNEL)
   1654 #define vmem_printf printf
   1655 #else
   1656 #include <stdio.h>
   1657 #include <stdarg.h>
   1658 
   1659 static void
   1660 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1661 {
   1662 	va_list ap;
   1663 	va_start(ap, fmt);
   1664 	vprintf(fmt, ap);
   1665 	va_end(ap);
   1666 }
   1667 #endif
   1668 
   1669 #if defined(VMEM_SANITY)
   1670 
   1671 static bool
   1672 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1673 {
   1674 	const bt_t *bt, *bt2;
   1675 
   1676 	KASSERT(vm != NULL);
   1677 
   1678 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1679 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1680 			printf("corrupted tag\n");
   1681 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1682 			return false;
   1683 		}
   1684 	}
   1685 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1686 		CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1687 			if (bt == bt2) {
   1688 				continue;
   1689 			}
   1690 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1691 				continue;
   1692 			}
   1693 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1694 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1695 				printf("overwrapped tags\n");
   1696 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1697 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1698 				return false;
   1699 			}
   1700 		}
   1701 	}
   1702 
   1703 	return true;
   1704 }
   1705 
   1706 static void
   1707 vmem_check(vmem_t *vm)
   1708 {
   1709 
   1710 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1711 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1712 	}
   1713 }
   1714 
   1715 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1716 
   1717 #if defined(UNITTEST)
   1718 int
   1719 main(void)
   1720 {
   1721 	int rc;
   1722 	vmem_t *vm;
   1723 	vmem_addr_t p;
   1724 	struct reg {
   1725 		vmem_addr_t p;
   1726 		vmem_size_t sz;
   1727 		bool x;
   1728 	} *reg = NULL;
   1729 	int nreg = 0;
   1730 	int nalloc = 0;
   1731 	int nfree = 0;
   1732 	vmem_size_t total = 0;
   1733 #if 1
   1734 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1735 #else
   1736 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1737 #endif
   1738 
   1739 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1740 #ifdef _KERNEL
   1741 	    IPL_NONE
   1742 #else
   1743 	    0
   1744 #endif
   1745 	    );
   1746 	if (vm == NULL) {
   1747 		printf("vmem_create\n");
   1748 		exit(EXIT_FAILURE);
   1749 	}
   1750 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1751 
   1752 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1753 	assert(rc == 0);
   1754 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1755 	assert(rc == 0);
   1756 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1757 	assert(rc == 0);
   1758 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1759 	assert(rc == 0);
   1760 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1761 	assert(rc == 0);
   1762 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1763 	assert(rc == 0);
   1764 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1765 	assert(rc == 0);
   1766 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1767 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1768 	assert(rc != 0);
   1769 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1770 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1771 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1772 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1773 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1774 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1775 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1776 	assert(rc != 0);
   1777 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1778 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1779 	assert(rc != 0);
   1780 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1781 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1782 	assert(rc == 0);
   1783 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1784 	for (;;) {
   1785 		struct reg *r;
   1786 		int t = rand() % 100;
   1787 
   1788 		if (t > 45) {
   1789 			/* alloc */
   1790 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1791 			bool x;
   1792 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1793 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1794 
   1795 			if (t > 70) {
   1796 				x = true;
   1797 				/* XXX */
   1798 				align = 1 << (rand() % 15);
   1799 				phase = rand() % 65536;
   1800 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1801 				if (align <= phase) {
   1802 					phase = 0;
   1803 				}
   1804 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1805 				    nocross)) {
   1806 					nocross = 0;
   1807 				}
   1808 				do {
   1809 					minaddr = rand() % 50000;
   1810 					maxaddr = rand() % 70000;
   1811 				} while (minaddr > maxaddr);
   1812 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1813 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1814 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1815 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1816 				    (uint64_t)sz,
   1817 				    (uint64_t)align,
   1818 				    (uint64_t)phase,
   1819 				    (uint64_t)nocross,
   1820 				    (uint64_t)minaddr,
   1821 				    (uint64_t)maxaddr);
   1822 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1823 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1824 			} else {
   1825 				x = false;
   1826 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1827 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1828 			}
   1829 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1830 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1831 			if (rc != 0) {
   1832 				if (x) {
   1833 					continue;
   1834 				}
   1835 				break;
   1836 			}
   1837 			nreg++;
   1838 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1839 			r = &reg[nreg - 1];
   1840 			r->p = p;
   1841 			r->sz = sz;
   1842 			r->x = x;
   1843 			total += sz;
   1844 			nalloc++;
   1845 		} else if (nreg != 0) {
   1846 			/* free */
   1847 			r = &reg[rand() % nreg];
   1848 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1849 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1850 			if (r->x) {
   1851 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1852 			} else {
   1853 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1854 			}
   1855 			total -= r->sz;
   1856 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1857 			*r = reg[nreg - 1];
   1858 			nreg--;
   1859 			nfree++;
   1860 		}
   1861 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1862 	}
   1863 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1864 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1865 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1866 }
   1867 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1868