Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.66
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.66 2012/01/27 19:48:40 para 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 1.66 2012/01/27 19:48:40 para 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 <errno.h>
     89 #include <assert.h>
     90 #include <stdlib.h>
     91 #include <string.h>
     92 
     93 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
     94 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
     95 
     96 #define	UNITTEST
     97 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     98 #define	LOCK_DECL(name)		/* nothing */
     99 #define	CONDVAR_DECL(name)	/* nothing */
    100 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    101 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    102 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    103 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    104 #define	mutex_tryenter(a)	true
    105 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    106 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    107 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    108 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    109 #endif /* defined(_KERNEL) */
    110 
    111 struct vmem;
    112 struct vmem_btag;
    113 
    114 #if defined(VMEM_SANITY)
    115 static void vmem_check(vmem_t *);
    116 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    117 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    118 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    119 
    120 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
    121 
    122 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    123 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    124 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    125 
    126 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    127 
    128 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    129 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    130 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    131 
    132 #if defined(QCACHE)
    133 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    134 
    135 #define	QC_NAME_MAX	16
    136 
    137 struct qcache {
    138 	pool_cache_t qc_cache;
    139 	vmem_t *qc_vmem;
    140 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    141 };
    142 typedef struct qcache qcache_t;
    143 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
    144 #endif /* defined(QCACHE) */
    145 
    146 #define	VMEM_NAME_MAX	16
    147 
    148 /* vmem arena */
    149 struct vmem {
    150 	CONDVAR_DECL(vm_cv);
    151 	LOCK_DECL(vm_lock);
    152 	vm_flag_t vm_flags;
    153 	vmem_import_t *vm_importfn;
    154 	vmem_release_t *vm_releasefn;
    155 	size_t vm_nfreetags;
    156 	LIST_HEAD(, vmem_btag) vm_freetags;
    157 	void *vm_arg;
    158 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    159 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    160 	size_t vm_hashsize;
    161 	size_t vm_nbusytag;
    162 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    163 	struct vmem_hashlist vm_hash0;
    164 	size_t vm_quantum_mask;
    165 	int vm_quantum_shift;
    166 	size_t vm_size;
    167 	size_t vm_inuse;
    168 	char vm_name[VMEM_NAME_MAX+1];
    169 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    170 
    171 #if defined(QCACHE)
    172 	/* quantum cache */
    173 	size_t vm_qcache_max;
    174 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    175 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    176 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    177 #endif /* defined(QCACHE) */
    178 };
    179 
    180 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    181 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    182 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    183 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    184 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    185 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    186 
    187 #if defined(_KERNEL)
    188 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
    189 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    190 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    191 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    192 #endif /* defined(_KERNEL) */
    193 
    194 /* boundary tag */
    195 struct vmem_btag {
    196 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    197 	union {
    198 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    199 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    200 	} bt_u;
    201 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    202 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    203 	vmem_addr_t bt_start;
    204 	vmem_size_t bt_size;
    205 	int bt_type;
    206 };
    207 
    208 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    209 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    210 #define	BT_TYPE_FREE		3
    211 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    212 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    213 
    214 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size - 1)
    215 
    216 typedef struct vmem_btag bt_t;
    217 
    218 #if defined(_KERNEL)
    219 static kmutex_t vmem_list_lock;
    220 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    221 #endif /* defined(_KERNEL) */
    222 
    223 
    224 /* ---- misc */
    225 
    226 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    227 	(-(-(addr) & -(align)))
    228 
    229 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    230 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    231 
    232 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    233 #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    234 
    235 #if !defined(_KERNEL)
    236 #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    237 #define	xfree(p)		free(p)
    238 #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    239 #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    240 #else	/* !defined(_KERNEL) */
    241 
    242 static inline void *
    243 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    244 {
    245 
    246 #if defined(_KERNEL)
    247 	return kmem_alloc(sz, (flags & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    248 #else /* defined(_KERNEL) */
    249 	return malloc(sz);
    250 #endif /* defined(_KERNEL) */
    251 }
    252 
    253 static inline void
    254 xfree(void *p, size_t sz)
    255 {
    256 
    257 #if defined(_KERNEL)
    258 	kmem_free(p, sz);
    259 #else /* defined(_KERNEL) */
    260 	free(p);
    261 #endif /* defined(_KERNEL) */
    262 }
    263 
    264 #if defined(_KERNEL)
    265 
    266 #define BT_MINRESERVE 6
    267 #define BT_MAXFREE 64
    268 #define STATIC_VMEM_COUNT 5
    269 #define STATIC_BT_COUNT 200
    270 #define STATIC_QC_POOL_COUNT (VMEM_QCACHE_IDX_MAX + 1)
    271 
    272 static struct vmem static_vmems[STATIC_VMEM_COUNT];
    273 static int static_vmem_count = STATIC_VMEM_COUNT;
    274 
    275 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    276 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    277 
    278 static struct pool_cache static_qc_pools[STATIC_QC_POOL_COUNT];
    279 static int static_qc_pool_count = STATIC_QC_POOL_COUNT;
    280 
    281 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    282 vmem_t *kmem_meta_arena;
    283 
    284 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    285 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    286 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    287 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    288 
    289 /* ---- boundary tag */
    290 
    291 #define BT_PER_PAGE \
    292 	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    293 
    294 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    295 
    296 static int
    297 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    298 {
    299 	vmem_addr_t va;
    300 	bt_t *btp;
    301 	bt_t *bt;
    302 	int i;
    303 
    304 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    305 	if (vmem_btag_freelist_count > (BT_MINRESERVE * 16)) {
    306 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    307 		return 0;
    308 	}
    309 
    310 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    311 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    312 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    313 		return ENOMEM;
    314 	}
    315 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    316 
    317 	btp = (void *) va;
    318 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    319 		bt = btp;
    320 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    321 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    322 		    bt_freelist);
    323 		vmem_btag_freelist_count++;
    324 		vmem_btag_count++;
    325 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    326 		btp++;
    327 	}
    328 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    329 
    330 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    331 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    332 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    333 
    334 	return 0;
    335 }
    336 
    337 static int
    338 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    339 {
    340 	bt_t *bt;
    341 
    342 	bt_refillglobal(flags);
    343 
    344 	VMEM_LOCK(vm);
    345 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    346 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    347 	    vm->vm_nfreetags < (BT_MINRESERVE * 2)) {
    348 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    349 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    350 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    351 		vm->vm_nfreetags++;
    352 		vmem_btag_freelist_count--;
    353 	}
    354 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    355 
    356 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    357 		VMEM_UNLOCK(vm);
    358 		return ENOMEM;
    359 	}
    360 	VMEM_UNLOCK(vm);
    361 
    362 	return 0;
    363 }
    364 #endif /* defined(_KERNEL) */
    365 
    366 static inline bt_t *
    367 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    368 {
    369 	bt_t *bt;
    370 
    371 #if defined(_KERNEL)
    372 again:
    373 	VMEM_LOCK(vm);
    374 	if (vm->vm_nfreetags < BT_MINRESERVE &&
    375 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    376 		VMEM_UNLOCK(vm);
    377 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    378 			return NULL;
    379 		}
    380 		goto again;
    381 	}
    382 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    383 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    384 	vm->vm_nfreetags--;
    385 	VMEM_UNLOCK(vm);
    386 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    387 #else /* defined(_KERNEL) */
    388 	bt = malloc(sizeof *bt);
    389 #endif /* defined(_KERNEL) */
    390 
    391 	return bt;
    392 }
    393 
    394 static inline void
    395 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    396 {
    397 
    398 #if defined(_KERNEL)
    399 	VMEM_LOCK(vm);
    400 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    401 	vm->vm_nfreetags++;
    402 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    403 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    404 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    405 		vm->vm_nfreetags--;
    406 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    407 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    408 		vmem_btag_freelist_count++;
    409 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    410 	}
    411 	VMEM_UNLOCK(vm);
    412 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    413 #else /* defined(_KERNEL) */
    414 	free(bt);
    415 #endif /* defined(_KERNEL) */
    416 }
    417 
    418 #endif	/* !defined(_KERNEL) */
    419 
    420 /*
    421  * freelist[0] ... [1, 1]
    422  * freelist[1] ... [2, 3]
    423  * freelist[2] ... [4, 7]
    424  * freelist[3] ... [8, 15]
    425  *  :
    426  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    427  *  :
    428  */
    429 
    430 static struct vmem_freelist *
    431 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    432 {
    433 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    434 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    435 
    436 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    437 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    438 	KASSERT(idx >= 0);
    439 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    440 
    441 	return &vm->vm_freelist[idx];
    442 }
    443 
    444 /*
    445  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    446  * strategy.
    447  *
    448  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    449  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    450  * large enough for the requested size.
    451  */
    452 
    453 static struct vmem_freelist *
    454 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    455 {
    456 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    457 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    458 
    459 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    460 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    461 
    462 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    463 		idx++;
    464 		/* check too large request? */
    465 	}
    466 	KASSERT(idx >= 0);
    467 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    468 
    469 	return &vm->vm_freelist[idx];
    470 }
    471 
    472 /* ---- boundary tag hash */
    473 
    474 static struct vmem_hashlist *
    475 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    476 {
    477 	struct vmem_hashlist *list;
    478 	unsigned int hash;
    479 
    480 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    481 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    482 
    483 	return list;
    484 }
    485 
    486 static bt_t *
    487 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    488 {
    489 	struct vmem_hashlist *list;
    490 	bt_t *bt;
    491 
    492 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    493 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    494 		if (bt->bt_start == addr) {
    495 			break;
    496 		}
    497 	}
    498 
    499 	return bt;
    500 }
    501 
    502 static void
    503 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    504 {
    505 
    506 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    507 	vm->vm_nbusytag--;
    508 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    509 }
    510 
    511 static void
    512 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    513 {
    514 	struct vmem_hashlist *list;
    515 
    516 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    517 
    518 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    519 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    520 	vm->vm_nbusytag++;
    521 }
    522 
    523 /* ---- boundary tag list */
    524 
    525 static void
    526 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    527 {
    528 
    529 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    530 }
    531 
    532 static void
    533 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    534 {
    535 
    536 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    537 }
    538 
    539 static void
    540 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    541 {
    542 
    543 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    544 }
    545 
    546 static void
    547 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    548 {
    549 
    550 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    551 
    552 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    553 }
    554 
    555 static void
    556 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    557 {
    558 	struct vmem_freelist *list;
    559 
    560 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    561 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    562 }
    563 
    564 /* ---- vmem internal functions */
    565 
    566 #if defined(QCACHE)
    567 static inline vm_flag_t
    568 prf_to_vmf(int prflags)
    569 {
    570 	vm_flag_t vmflags;
    571 
    572 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    573 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    574 		vmflags = VM_SLEEP;
    575 	} else {
    576 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    577 	}
    578 	return vmflags;
    579 }
    580 
    581 static inline int
    582 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    583 {
    584 	int prflags;
    585 
    586 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    587 		prflags = PR_WAITOK;
    588 	} else {
    589 		prflags = PR_NOWAIT;
    590 	}
    591 	return prflags;
    592 }
    593 
    594 static size_t
    595 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    596 {
    597 	int i;
    598 
    599 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    600 		/* nothing */
    601 	}
    602 	return ORDER2SIZE(i);
    603 }
    604 
    605 static void *
    606 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    607 {
    608 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    609 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    610 	vmem_addr_t addr;
    611 
    612 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    613 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    614 		return NULL;
    615 	return (void *)addr;
    616 }
    617 
    618 static void
    619 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    620 {
    621 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    622 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    623 
    624 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    625 }
    626 
    627 static void
    628 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    629 {
    630 	qcache_t *prevqc;
    631 	struct pool_allocator *pa;
    632 	int qcache_idx_max;
    633 	int i;
    634 
    635 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    636 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    637 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    638 	}
    639 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    640 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    641 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    642 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    643 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    644 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    645 
    646 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    647 	prevqc = NULL;
    648 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    649 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    650 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    651 		pool_cache_t pc;
    652 
    653 		qc->qc_vmem = vm;
    654 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    655 		    vm->vm_name, size);
    656 
    657 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    658 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    659 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    660 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    661 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    662 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    663 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    664 		} else {
    665 			pc = pool_cache_init(size,
    666 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    667 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    668 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    669 		}
    670 		qc->qc_cache = pc;
    671 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    672 		if (prevqc != NULL &&
    673 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    674 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    675 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    676 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    677 				//static_qc_pool_count++;
    678 			} else {
    679 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    680 			}
    681 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    682 			continue;
    683 		}
    684 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    685 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    686 		prevqc = qc;
    687 	}
    688 }
    689 
    690 static void
    691 qc_destroy(vmem_t *vm)
    692 {
    693 	const qcache_t *prevqc;
    694 	int i;
    695 	int qcache_idx_max;
    696 
    697 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    698 	prevqc = NULL;
    699 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    700 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    701 
    702 		if (prevqc == qc) {
    703 			continue;
    704 		}
    705 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    706 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    707 		} else {
    708 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    709 		}
    710 		prevqc = qc;
    711 	}
    712 }
    713 #endif
    714 
    715 #if defined(_KERNEL)
    716 void
    717 vmem_bootstrap(void)
    718 {
    719 
    720 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    721 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    722 
    723 	while (static_bt_count-- > 0) {
    724 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    725 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    726 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    727 		vmem_btag_freelist_count++;
    728 	}
    729 }
    730 
    731 void
    732 vmem_init(vmem_t *vm)
    733 {
    734 
    735 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    736 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    737 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    738 	    IPL_VM);
    739 
    740 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    741 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    742 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    743 }
    744 #endif /* defined(_KERNEL) */
    745 
    746 static int
    747 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    748     int spanbttype)
    749 {
    750 	bt_t *btspan;
    751 	bt_t *btfree;
    752 
    753 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    754 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    755 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    756 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    757 
    758 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    759 	if (btspan == NULL) {
    760 		return ENOMEM;
    761 	}
    762 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    763 	if (btfree == NULL) {
    764 		bt_free(vm, btspan);
    765 		return ENOMEM;
    766 	}
    767 
    768 	btspan->bt_type = spanbttype;
    769 	btspan->bt_start = addr;
    770 	btspan->bt_size = size;
    771 
    772 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    773 	btfree->bt_start = addr;
    774 	btfree->bt_size = size;
    775 
    776 	VMEM_LOCK(vm);
    777 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    778 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    779 	bt_insfree(vm, btfree);
    780 	vm->vm_size += size;
    781 	VMEM_UNLOCK(vm);
    782 
    783 	return 0;
    784 }
    785 
    786 static void
    787 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    788 {
    789 
    790 #if defined(QCACHE)
    791 	qc_destroy(vm);
    792 #endif /* defined(QCACHE) */
    793 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    794 		int i;
    795 
    796 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    797 			bt_t *bt;
    798 
    799 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    800 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    801 				bt_free(vm, bt);
    802 			}
    803 		}
    804 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    805 			xfree(vm->vm_hashlist,
    806 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    807 		}
    808 	}
    809 
    810 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    811 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    812 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    813 		vm->vm_nfreetags--;
    814 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    815 #if defined (_KERNEL)
    816 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    817 		vmem_btag_freelist_count++;
    818 #endif /* defined(_KERNEL) */
    819 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    820 	}
    821 
    822 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    823 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    824 }
    825 
    826 static int
    827 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    828 {
    829 	vmem_addr_t addr;
    830 	int rc;
    831 
    832 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    833 		return EINVAL;
    834 	}
    835 
    836 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    837 		size *= 32;
    838 	}
    839 
    840 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    841 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    842 		    &size, flags, &addr);
    843 		if (rc != 0) {
    844 			return ENOMEM;
    845 		}
    846 	} else {
    847 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    848 		if (rc != 0) {
    849 			return ENOMEM;
    850 		}
    851 	}
    852 
    853 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    854 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    855 		return ENOMEM;
    856 	}
    857 
    858 	return 0;
    859 }
    860 
    861 static int
    862 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    863 {
    864 	bt_t *bt;
    865 	int i;
    866 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    867 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    868 	size_t oldhashsize;
    869 
    870 	KASSERT(newhashsize > 0);
    871 
    872 	newhashlist =
    873 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    874 	if (newhashlist == NULL) {
    875 		return ENOMEM;
    876 	}
    877 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    878 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    879 	}
    880 
    881 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    882 		xfree(newhashlist,
    883 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    884 		return EBUSY;
    885 	}
    886 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    887 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    888 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    889 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    890 	if (oldhashlist == NULL) {
    891 		VMEM_UNLOCK(vm);
    892 		return 0;
    893 	}
    894 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    895 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    896 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    897 			bt_insbusy(vm, bt);
    898 		}
    899 	}
    900 	VMEM_UNLOCK(vm);
    901 
    902 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    903 		xfree(oldhashlist,
    904 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    905 	}
    906 
    907 	return 0;
    908 }
    909 
    910 /*
    911  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    912  *
    913  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    914  * before calling us.
    915  */
    916 
    917 static int
    918 vmem_fit(const bt_t const *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    919     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    920     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    921 {
    922 	vmem_addr_t start;
    923 	vmem_addr_t end;
    924 
    925 	KASSERT(size > 0);
    926 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    927 
    928 	/*
    929 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    930 	 * unsigned integer of the same size.
    931 	 */
    932 
    933 	start = bt->bt_start;
    934 	if (start < minaddr) {
    935 		start = minaddr;
    936 	}
    937 	end = BT_END(bt);
    938 	if (end > maxaddr) {
    939 		end = maxaddr;
    940 	}
    941 	if (start > end) {
    942 		return ENOMEM;
    943 	}
    944 
    945 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    946 	if (start < bt->bt_start) {
    947 		start += align;
    948 	}
    949 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    950 		KASSERT(align < nocross);
    951 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    952 	}
    953 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    954 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    955 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    956 		KASSERT(minaddr <= start);
    957 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    958 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    959 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    960 		*addrp = start;
    961 		return 0;
    962 	}
    963 	return ENOMEM;
    964 }
    965 
    966 
    967 /*
    968  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    969  */
    970 
    971 static vmem_t *
    972 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    973     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    974     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    975 {
    976 	vmem_t *vm = NULL;
    977 	int i;
    978 
    979 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    980 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    981 	KASSERT(quantum > 0);
    982 
    983 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    984 #if defined(_KERNEL)
    985 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    986 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    987 #endif /* defined(_KERNEL) */
    988 	} else {
    989 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    990 	}
    991 	if (vm == NULL) {
    992 		return NULL;
    993 	}
    994 
    995 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    996 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    997 	vm->vm_flags = flags;
    998 	vm->vm_nfreetags = 0;
    999 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
   1000 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
   1001 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
   1002 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
   1003 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
   1004 	vm->vm_importfn = importfn;
   1005 	vm->vm_releasefn = releasefn;
   1006 	vm->vm_arg = arg;
   1007 	vm->vm_nbusytag = 0;
   1008 	vm->vm_size = 0;
   1009 	vm->vm_inuse = 0;
   1010 #if defined(QCACHE)
   1011 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
   1012 #endif /* defined(QCACHE) */
   1013 
   1014 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
   1015 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1016 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
   1017 	}
   1018 	vm->vm_hashlist = NULL;
   1019 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1020 		vm->vm_hashsize = 1;
   1021 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
   1022 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
   1023 		vmem_destroy1(vm);
   1024 		return NULL;
   1025 	}
   1026 
   1027 	if (size != 0) {
   1028 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
   1029 			vmem_destroy1(vm);
   1030 			return NULL;
   1031 		}
   1032 	}
   1033 
   1034 #if defined(_KERNEL)
   1035 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1036 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1037 	}
   1038 
   1039 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1040 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1041 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1042 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1043 
   1044 	return vm;
   1045 }
   1046 
   1047 
   1048 /* ---- vmem API */
   1049 
   1050 /*
   1051  * vmem_create: create an arena.
   1052  *
   1053  * => must not be called from interrupt context.
   1054  */
   1055 
   1056 vmem_t *
   1057 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1058     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1059     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
   1060     int ipl)
   1061 {
   1062 
   1063 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1064 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1065 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1066 
   1067 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1068 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1069 }
   1070 
   1071 /*
   1072  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1073  *
   1074  * => must not be called from interrupt context.
   1075  */
   1076 
   1077 vmem_t *
   1078 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1079     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1080     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
   1081     int ipl)
   1082 {
   1083 
   1084 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1085 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1086 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1087 
   1088 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1089 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1090 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1091 }
   1092 
   1093 void
   1094 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1095 {
   1096 
   1097 #if defined(_KERNEL)
   1098 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1099 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1100 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1101 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1102 
   1103 	vmem_destroy1(vm);
   1104 }
   1105 
   1106 vmem_size_t
   1107 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1108 {
   1109 
   1110 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1111 }
   1112 
   1113 /*
   1114  * vmem_alloc:
   1115  *
   1116  * => caller must ensure appropriate spl,
   1117  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1118  */
   1119 
   1120 int
   1121 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1122 {
   1123 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1124 
   1125 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1126 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1127 
   1128 	KASSERT(size > 0);
   1129 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1130 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1131 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1132 	}
   1133 
   1134 #if defined(QCACHE)
   1135 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1136 		void *p;
   1137 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1138 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1139 
   1140 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1141 		if (addrp != NULL)
   1142 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1143 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1144 	}
   1145 #endif /* defined(QCACHE) */
   1146 
   1147 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1148 	    flags, addrp);
   1149 }
   1150 
   1151 int
   1152 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1153     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1154     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1155     vmem_addr_t *addrp)
   1156 {
   1157 	struct vmem_freelist *list;
   1158 	struct vmem_freelist *first;
   1159 	struct vmem_freelist *end;
   1160 	bt_t *bt;
   1161 	bt_t *btnew;
   1162 	bt_t *btnew2;
   1163 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1164 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1165 	vmem_addr_t start;
   1166 	int rc;
   1167 
   1168 	KASSERT(size0 > 0);
   1169 	KASSERT(size > 0);
   1170 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1171 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1172 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1173 	}
   1174 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1175 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1176 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1177 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1178 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1179 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1180 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1181 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1182 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1183 
   1184 	if (align == 0) {
   1185 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1186 	}
   1187 
   1188 	/*
   1189 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1190 	 */
   1191 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1192 	if (btnew == NULL) {
   1193 		return ENOMEM;
   1194 	}
   1195 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1196 	if (btnew2 == NULL) {
   1197 		bt_free(vm, btnew);
   1198 		return ENOMEM;
   1199 	}
   1200 
   1201 	/*
   1202 	 * choose a free block from which we allocate.
   1203 	 */
   1204 retry_strat:
   1205 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1206 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1207 retry:
   1208 	bt = NULL;
   1209 	VMEM_LOCK(vm);
   1210 	vmem_check(vm);
   1211 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1212 		/*
   1213 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1214 		 *
   1215 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1216 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1217 		 * the given size.
   1218 		 */
   1219 		for (list = first; list < end; list++) {
   1220 			bt = LIST_FIRST(list);
   1221 			if (bt != NULL) {
   1222 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1223 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1224 				if (rc == 0) {
   1225 					goto gotit;
   1226 				}
   1227 				/*
   1228 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1229 				 * here.  the list can be very long and we are
   1230 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1231 				 * lists are larger and have better chances to
   1232 				 * satisfy our restrictions.
   1233 				 */
   1234 			}
   1235 		}
   1236 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1237 		/*
   1238 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1239 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1240 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1241 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1242 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1243 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1244 		 *
   1245 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1246 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1247 		 */
   1248 		for (list = first; list < end; list++) {
   1249 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1250 				if (bt->bt_size >= size) {
   1251 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1252 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1253 					if (rc == 0) {
   1254 						goto gotit;
   1255 					}
   1256 				}
   1257 			}
   1258 		}
   1259 	}
   1260 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1261 #if 1
   1262 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1263 		strat = VM_BESTFIT;
   1264 		goto retry_strat;
   1265 	}
   1266 #endif
   1267 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
   1268 	    nocross != 0) {
   1269 
   1270 		/*
   1271 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1272 		 * satisfy restrictions?
   1273 		 */
   1274 
   1275 		goto fail;
   1276 	}
   1277 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1278 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1279 		goto retry;
   1280 	}
   1281 	/* XXX */
   1282 
   1283 fail:
   1284 	bt_free(vm, btnew);
   1285 	bt_free(vm, btnew2);
   1286 	return ENOMEM;
   1287 
   1288 gotit:
   1289 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1290 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1291 	bt_remfree(vm, bt);
   1292 	vmem_check(vm);
   1293 	if (bt->bt_start != start) {
   1294 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1295 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1296 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1297 		bt->bt_start = start;
   1298 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1299 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1300 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1301 		btnew2 = NULL;
   1302 		vmem_check(vm);
   1303 	}
   1304 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1305 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1306 		/* split */
   1307 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1308 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1309 		btnew->bt_size = size;
   1310 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1311 		bt->bt_size -= size;
   1312 		bt_insfree(vm, bt);
   1313 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1314 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1315 		vmem_check(vm);
   1316 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1317 	} else {
   1318 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1319 		bt_insbusy(vm, bt);
   1320 		vmem_check(vm);
   1321 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1322 		bt_free(vm, btnew);
   1323 		btnew = bt;
   1324 	}
   1325 	if (btnew2 != NULL) {
   1326 		bt_free(vm, btnew2);
   1327 	}
   1328 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1329 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1330 
   1331 	if (addrp != NULL)
   1332 		*addrp = btnew->bt_start;
   1333 	return 0;
   1334 }
   1335 
   1336 /*
   1337  * vmem_free:
   1338  *
   1339  * => caller must ensure appropriate spl,
   1340  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1341  */
   1342 
   1343 void
   1344 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1345 {
   1346 
   1347 	KASSERT(size > 0);
   1348 
   1349 #if defined(QCACHE)
   1350 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1351 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1352 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1353 
   1354 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1355 		return;
   1356 	}
   1357 #endif /* defined(QCACHE) */
   1358 
   1359 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1360 }
   1361 
   1362 void
   1363 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1364 {
   1365 	bt_t *bt;
   1366 	bt_t *t;
   1367 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1368 
   1369 	LIST_INIT(&tofree);
   1370 
   1371 	KASSERT(size > 0);
   1372 
   1373 	VMEM_LOCK(vm);
   1374 
   1375 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1376 	KASSERT(bt != NULL);
   1377 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1378 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1379 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1380 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1381 	bt_rembusy(vm, bt);
   1382 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1383 
   1384 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
   1385 
   1386 	/* coalesce */
   1387 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1388 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1389 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1390 		bt_remfree(vm, t);
   1391 		bt_remseg(vm, t);
   1392 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1393 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1394 	}
   1395 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1396 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1397 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1398 		bt_remfree(vm, t);
   1399 		bt_remseg(vm, t);
   1400 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1401 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1402 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1403 	}
   1404 
   1405 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1406 	KASSERT(t != NULL);
   1407 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1408 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1409 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1410 		vmem_addr_t spanaddr;
   1411 		vmem_size_t spansize;
   1412 
   1413 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1414 		spanaddr = bt->bt_start;
   1415 		spansize = bt->bt_size;
   1416 		bt_remseg(vm, bt);
   1417 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1418 		bt_remseg(vm, t);
   1419 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1420 		vm->vm_size -= spansize;
   1421 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1422 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1423 	} else {
   1424 		bt_insfree(vm, bt);
   1425 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1426 	}
   1427 
   1428 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1429 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1430 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1431 		bt_free(vm, t);
   1432 	}
   1433 #if defined(_KERNEL)
   1434 	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1435 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1436 }
   1437 
   1438 /*
   1439  * vmem_add:
   1440  *
   1441  * => caller must ensure appropriate spl,
   1442  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1443  */
   1444 
   1445 int
   1446 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1447 {
   1448 
   1449 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1450 }
   1451 
   1452 /*
   1453  * vmem_size: information about arenas size
   1454  *
   1455  * => return free/allocated size in arena
   1456  */
   1457 vmem_size_t
   1458 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1459 {
   1460 
   1461 	switch (typemask) {
   1462 	case VMEM_ALLOC:
   1463 		return vm->vm_inuse;
   1464 	case VMEM_FREE:
   1465 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1466 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1467 		return vm->vm_size;
   1468 	default:
   1469 		panic("vmem_size");
   1470 	}
   1471 }
   1472 
   1473 /* ---- rehash */
   1474 
   1475 #if defined(_KERNEL)
   1476 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1477 static int vmem_rehash_interval;
   1478 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1479 static struct work vmem_rehash_wk;
   1480 
   1481 static void
   1482 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1483 {
   1484 	vmem_t *vm;
   1485 
   1486 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1487 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1488 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1489 		size_t desired;
   1490 		size_t current;
   1491 
   1492 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1493 			continue;
   1494 		}
   1495 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1496 		current = vm->vm_hashsize;
   1497 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1498 
   1499 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1500 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1501 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1502 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1503 		}
   1504 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1505 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1506 		}
   1507 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   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 
   1869