Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.67
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.67 2012/01/28 23:05:48 rmind 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 1.67 2012/01/28 23:05:48 rmind 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	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    103 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    104 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    105 #define	mutex_tryenter(a)	true
    106 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    107 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    108 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    109 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    110 #endif /* defined(_KERNEL) */
    111 
    112 struct vmem;
    113 struct vmem_btag;
    114 
    115 #if defined(VMEM_SANITY)
    116 static void vmem_check(vmem_t *);
    117 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    118 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    119 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    120 
    121 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
    122 
    123 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    124 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    125 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    126 
    127 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    128 
    129 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    130 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    131 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    132 
    133 #if defined(QCACHE)
    134 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    135 
    136 #define	QC_NAME_MAX	16
    137 
    138 struct qcache {
    139 	pool_cache_t qc_cache;
    140 	vmem_t *qc_vmem;
    141 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    142 };
    143 typedef struct qcache qcache_t;
    144 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
    145 #endif /* defined(QCACHE) */
    146 
    147 #define	VMEM_NAME_MAX	16
    148 
    149 /* vmem arena */
    150 struct vmem {
    151 	CONDVAR_DECL(vm_cv);
    152 	LOCK_DECL(vm_lock);
    153 	vm_flag_t vm_flags;
    154 	vmem_import_t *vm_importfn;
    155 	vmem_release_t *vm_releasefn;
    156 	size_t vm_nfreetags;
    157 	LIST_HEAD(, vmem_btag) vm_freetags;
    158 	void *vm_arg;
    159 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    160 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    161 	size_t vm_hashsize;
    162 	size_t vm_nbusytag;
    163 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    164 	struct vmem_hashlist vm_hash0;
    165 	size_t vm_quantum_mask;
    166 	int vm_quantum_shift;
    167 	size_t vm_size;
    168 	size_t vm_inuse;
    169 	char vm_name[VMEM_NAME_MAX+1];
    170 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    171 
    172 #if defined(QCACHE)
    173 	/* quantum cache */
    174 	size_t vm_qcache_max;
    175 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    176 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    177 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    178 #endif /* defined(QCACHE) */
    179 };
    180 
    181 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    182 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    183 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    184 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    185 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    186 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    187 
    188 #if defined(_KERNEL)
    189 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
    190 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    191 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    192 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    193 #endif /* defined(_KERNEL) */
    194 
    195 /* boundary tag */
    196 struct vmem_btag {
    197 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    198 	union {
    199 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    200 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    201 	} bt_u;
    202 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    203 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    204 	vmem_addr_t bt_start;
    205 	vmem_size_t bt_size;
    206 	int bt_type;
    207 };
    208 
    209 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    210 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    211 #define	BT_TYPE_FREE		3
    212 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    213 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    214 
    215 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size - 1)
    216 
    217 typedef struct vmem_btag bt_t;
    218 
    219 #if defined(_KERNEL)
    220 static kmutex_t vmem_list_lock;
    221 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    222 #endif /* defined(_KERNEL) */
    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, sz)		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 #define	xmalloc(sz, flags) \
    243     kmem_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    244 #define	xfree(p, sz)		kmem_free(p, sz);
    245 
    246 #define BT_MINRESERVE 6
    247 #define BT_MAXFREE 64
    248 #define STATIC_VMEM_COUNT 5
    249 #define STATIC_BT_COUNT 200
    250 #define STATIC_QC_POOL_COUNT (VMEM_QCACHE_IDX_MAX + 1)
    251 
    252 static struct vmem static_vmems[STATIC_VMEM_COUNT];
    253 static int static_vmem_count = STATIC_VMEM_COUNT;
    254 
    255 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    256 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    257 
    258 static struct pool_cache static_qc_pools[STATIC_QC_POOL_COUNT];
    259 static int static_qc_pool_count = STATIC_QC_POOL_COUNT;
    260 
    261 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    262 vmem_t *kmem_meta_arena;
    263 
    264 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    265 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    266 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    267 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    268 
    269 /* ---- boundary tag */
    270 
    271 #define	BT_PER_PAGE	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    272 
    273 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    274 
    275 static int
    276 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    277 {
    278 	vmem_addr_t va;
    279 	bt_t *btp;
    280 	bt_t *bt;
    281 	int i;
    282 
    283 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    284 	if (vmem_btag_freelist_count > (BT_MINRESERVE * 16)) {
    285 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    286 		return 0;
    287 	}
    288 
    289 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    290 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    291 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    292 		return ENOMEM;
    293 	}
    294 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    295 
    296 	btp = (void *) va;
    297 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    298 		bt = btp;
    299 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    300 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    301 		    bt_freelist);
    302 		vmem_btag_freelist_count++;
    303 		vmem_btag_count++;
    304 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    305 		btp++;
    306 	}
    307 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    308 
    309 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    310 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    311 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    312 
    313 	return 0;
    314 }
    315 
    316 static int
    317 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    318 {
    319 	bt_t *bt;
    320 
    321 	bt_refillglobal(flags);
    322 
    323 	VMEM_LOCK(vm);
    324 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    325 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    326 	    vm->vm_nfreetags < (BT_MINRESERVE * 2)) {
    327 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    328 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    329 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    330 		vm->vm_nfreetags++;
    331 		vmem_btag_freelist_count--;
    332 	}
    333 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    334 
    335 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    336 		VMEM_UNLOCK(vm);
    337 		return ENOMEM;
    338 	}
    339 	VMEM_UNLOCK(vm);
    340 
    341 	return 0;
    342 }
    343 
    344 static inline bt_t *
    345 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    346 {
    347 	bt_t *bt;
    348 again:
    349 	VMEM_LOCK(vm);
    350 	if (vm->vm_nfreetags < BT_MINRESERVE &&
    351 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    352 		VMEM_UNLOCK(vm);
    353 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    354 			return NULL;
    355 		}
    356 		goto again;
    357 	}
    358 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    359 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    360 	vm->vm_nfreetags--;
    361 	VMEM_UNLOCK(vm);
    362 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    363 
    364 	return bt;
    365 }
    366 
    367 static inline void
    368 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    369 {
    370 
    371 	VMEM_LOCK(vm);
    372 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    373 	vm->vm_nfreetags++;
    374 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    375 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    376 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    377 		vm->vm_nfreetags--;
    378 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    379 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    380 		vmem_btag_freelist_count++;
    381 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    382 	}
    383 	VMEM_UNLOCK(vm);
    384 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    385 }
    386 
    387 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    388 
    389 /*
    390  * freelist[0] ... [1, 1]
    391  * freelist[1] ... [2, 3]
    392  * freelist[2] ... [4, 7]
    393  * freelist[3] ... [8, 15]
    394  *  :
    395  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    396  *  :
    397  */
    398 
    399 static struct vmem_freelist *
    400 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    401 {
    402 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    403 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    404 
    405 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    406 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    407 	KASSERT(idx >= 0);
    408 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    409 
    410 	return &vm->vm_freelist[idx];
    411 }
    412 
    413 /*
    414  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    415  * strategy.
    416  *
    417  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    418  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    419  * large enough for the requested size.
    420  */
    421 
    422 static struct vmem_freelist *
    423 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    424 {
    425 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    426 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    427 
    428 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    429 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    430 
    431 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    432 		idx++;
    433 		/* check too large request? */
    434 	}
    435 	KASSERT(idx >= 0);
    436 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    437 
    438 	return &vm->vm_freelist[idx];
    439 }
    440 
    441 /* ---- boundary tag hash */
    442 
    443 static struct vmem_hashlist *
    444 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    445 {
    446 	struct vmem_hashlist *list;
    447 	unsigned int hash;
    448 
    449 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    450 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    451 
    452 	return list;
    453 }
    454 
    455 static bt_t *
    456 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    457 {
    458 	struct vmem_hashlist *list;
    459 	bt_t *bt;
    460 
    461 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    462 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    463 		if (bt->bt_start == addr) {
    464 			break;
    465 		}
    466 	}
    467 
    468 	return bt;
    469 }
    470 
    471 static void
    472 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    473 {
    474 
    475 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    476 	vm->vm_nbusytag--;
    477 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    478 }
    479 
    480 static void
    481 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    482 {
    483 	struct vmem_hashlist *list;
    484 
    485 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    486 
    487 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    488 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    489 	vm->vm_nbusytag++;
    490 }
    491 
    492 /* ---- boundary tag list */
    493 
    494 static void
    495 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    496 {
    497 
    498 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    499 }
    500 
    501 static void
    502 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    503 {
    504 
    505 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    506 }
    507 
    508 static void
    509 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    510 {
    511 
    512 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    513 }
    514 
    515 static void
    516 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    517 {
    518 
    519 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    520 
    521 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    522 }
    523 
    524 static void
    525 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    526 {
    527 	struct vmem_freelist *list;
    528 
    529 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    530 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    531 }
    532 
    533 /* ---- vmem internal functions */
    534 
    535 #if defined(QCACHE)
    536 static inline vm_flag_t
    537 prf_to_vmf(int prflags)
    538 {
    539 	vm_flag_t vmflags;
    540 
    541 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    542 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    543 		vmflags = VM_SLEEP;
    544 	} else {
    545 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    546 	}
    547 	return vmflags;
    548 }
    549 
    550 static inline int
    551 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    552 {
    553 	int prflags;
    554 
    555 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    556 		prflags = PR_WAITOK;
    557 	} else {
    558 		prflags = PR_NOWAIT;
    559 	}
    560 	return prflags;
    561 }
    562 
    563 static size_t
    564 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    565 {
    566 	int i;
    567 
    568 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    569 		/* nothing */
    570 	}
    571 	return ORDER2SIZE(i);
    572 }
    573 
    574 static void *
    575 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    576 {
    577 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    578 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    579 	vmem_addr_t addr;
    580 
    581 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    582 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    583 		return NULL;
    584 	return (void *)addr;
    585 }
    586 
    587 static void
    588 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    589 {
    590 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    591 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    592 
    593 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    594 }
    595 
    596 static void
    597 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    598 {
    599 	qcache_t *prevqc;
    600 	struct pool_allocator *pa;
    601 	int qcache_idx_max;
    602 	int i;
    603 
    604 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    605 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    606 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    607 	}
    608 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    609 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    610 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    611 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    612 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    613 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    614 
    615 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    616 	prevqc = NULL;
    617 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    618 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    619 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    620 		pool_cache_t pc;
    621 
    622 		qc->qc_vmem = vm;
    623 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    624 		    vm->vm_name, size);
    625 
    626 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    627 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    628 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    629 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    630 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    631 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    632 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    633 		} else {
    634 			pc = pool_cache_init(size,
    635 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    636 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    637 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    638 		}
    639 		qc->qc_cache = pc;
    640 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    641 		if (prevqc != NULL &&
    642 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    643 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    644 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    645 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    646 				//static_qc_pool_count++;
    647 			} else {
    648 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    649 			}
    650 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    651 			continue;
    652 		}
    653 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    654 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    655 		prevqc = qc;
    656 	}
    657 }
    658 
    659 static void
    660 qc_destroy(vmem_t *vm)
    661 {
    662 	const qcache_t *prevqc;
    663 	int i;
    664 	int qcache_idx_max;
    665 
    666 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    667 	prevqc = NULL;
    668 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    669 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    670 
    671 		if (prevqc == qc) {
    672 			continue;
    673 		}
    674 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    675 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    676 		} else {
    677 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    678 		}
    679 		prevqc = qc;
    680 	}
    681 }
    682 #endif
    683 
    684 #if defined(_KERNEL)
    685 void
    686 vmem_bootstrap(void)
    687 {
    688 
    689 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    690 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    691 
    692 	while (static_bt_count-- > 0) {
    693 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    694 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    695 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    696 		vmem_btag_freelist_count++;
    697 	}
    698 }
    699 
    700 void
    701 vmem_init(vmem_t *vm)
    702 {
    703 
    704 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    705 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    706 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    707 	    IPL_VM);
    708 
    709 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    710 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    711 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    712 }
    713 #endif /* defined(_KERNEL) */
    714 
    715 static int
    716 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    717     int spanbttype)
    718 {
    719 	bt_t *btspan;
    720 	bt_t *btfree;
    721 
    722 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    723 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    724 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    725 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    726 
    727 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    728 	if (btspan == NULL) {
    729 		return ENOMEM;
    730 	}
    731 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    732 	if (btfree == NULL) {
    733 		bt_free(vm, btspan);
    734 		return ENOMEM;
    735 	}
    736 
    737 	btspan->bt_type = spanbttype;
    738 	btspan->bt_start = addr;
    739 	btspan->bt_size = size;
    740 
    741 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    742 	btfree->bt_start = addr;
    743 	btfree->bt_size = size;
    744 
    745 	VMEM_LOCK(vm);
    746 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    747 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    748 	bt_insfree(vm, btfree);
    749 	vm->vm_size += size;
    750 	VMEM_UNLOCK(vm);
    751 
    752 	return 0;
    753 }
    754 
    755 static void
    756 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    757 {
    758 
    759 #if defined(QCACHE)
    760 	qc_destroy(vm);
    761 #endif /* defined(QCACHE) */
    762 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    763 		int i;
    764 
    765 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    766 			bt_t *bt;
    767 
    768 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    769 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    770 				bt_free(vm, bt);
    771 			}
    772 		}
    773 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    774 			xfree(vm->vm_hashlist,
    775 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    776 		}
    777 	}
    778 
    779 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    780 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    781 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    782 		vm->vm_nfreetags--;
    783 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    784 #if defined (_KERNEL)
    785 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    786 		vmem_btag_freelist_count++;
    787 #endif /* defined(_KERNEL) */
    788 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    789 	}
    790 
    791 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    792 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    793 }
    794 
    795 static int
    796 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    797 {
    798 	vmem_addr_t addr;
    799 	int rc;
    800 
    801 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    802 		return EINVAL;
    803 	}
    804 
    805 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    806 		size *= 32;
    807 	}
    808 
    809 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    810 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    811 		    &size, flags, &addr);
    812 		if (rc != 0) {
    813 			return ENOMEM;
    814 		}
    815 	} else {
    816 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    817 		if (rc != 0) {
    818 			return ENOMEM;
    819 		}
    820 	}
    821 
    822 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    823 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    824 		return ENOMEM;
    825 	}
    826 
    827 	return 0;
    828 }
    829 
    830 static int
    831 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    832 {
    833 	bt_t *bt;
    834 	int i;
    835 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    836 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    837 	size_t oldhashsize;
    838 
    839 	KASSERT(newhashsize > 0);
    840 
    841 	newhashlist =
    842 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    843 	if (newhashlist == NULL) {
    844 		return ENOMEM;
    845 	}
    846 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    847 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    848 	}
    849 
    850 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    851 		xfree(newhashlist,
    852 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    853 		return EBUSY;
    854 	}
    855 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    856 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    857 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    858 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    859 	if (oldhashlist == NULL) {
    860 		VMEM_UNLOCK(vm);
    861 		return 0;
    862 	}
    863 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    864 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    865 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    866 			bt_insbusy(vm, bt);
    867 		}
    868 	}
    869 	VMEM_UNLOCK(vm);
    870 
    871 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    872 		xfree(oldhashlist,
    873 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    874 	}
    875 
    876 	return 0;
    877 }
    878 
    879 /*
    880  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    881  *
    882  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    883  * before calling us.
    884  */
    885 
    886 static int
    887 vmem_fit(const bt_t const *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    888     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    889     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    890 {
    891 	vmem_addr_t start;
    892 	vmem_addr_t end;
    893 
    894 	KASSERT(size > 0);
    895 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    896 
    897 	/*
    898 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    899 	 * unsigned integer of the same size.
    900 	 */
    901 
    902 	start = bt->bt_start;
    903 	if (start < minaddr) {
    904 		start = minaddr;
    905 	}
    906 	end = BT_END(bt);
    907 	if (end > maxaddr) {
    908 		end = maxaddr;
    909 	}
    910 	if (start > end) {
    911 		return ENOMEM;
    912 	}
    913 
    914 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    915 	if (start < bt->bt_start) {
    916 		start += align;
    917 	}
    918 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    919 		KASSERT(align < nocross);
    920 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    921 	}
    922 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    923 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    924 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    925 		KASSERT(minaddr <= start);
    926 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    927 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    928 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    929 		*addrp = start;
    930 		return 0;
    931 	}
    932 	return ENOMEM;
    933 }
    934 
    935 
    936 /*
    937  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    938  */
    939 
    940 static vmem_t *
    941 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    942     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    943     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    944 {
    945 	vmem_t *vm = NULL;
    946 	int i;
    947 
    948 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    949 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    950 	KASSERT(quantum > 0);
    951 
    952 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    953 #if defined(_KERNEL)
    954 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    955 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    956 #endif /* defined(_KERNEL) */
    957 	} else {
    958 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    959 	}
    960 	if (vm == NULL) {
    961 		return NULL;
    962 	}
    963 
    964 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    965 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    966 	vm->vm_flags = flags;
    967 	vm->vm_nfreetags = 0;
    968 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    969 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    970 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    971 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    972 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    973 	vm->vm_importfn = importfn;
    974 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    975 	vm->vm_arg = arg;
    976 	vm->vm_nbusytag = 0;
    977 	vm->vm_size = 0;
    978 	vm->vm_inuse = 0;
    979 #if defined(QCACHE)
    980 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    981 #endif /* defined(QCACHE) */
    982 
    983 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    984 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    985 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    986 	}
    987 	vm->vm_hashlist = NULL;
    988 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    989 		vm->vm_hashsize = 1;
    990 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    991 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    992 		vmem_destroy1(vm);
    993 		return NULL;
    994 	}
    995 
    996 	if (size != 0) {
    997 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    998 			vmem_destroy1(vm);
    999 			return NULL;
   1000 		}
   1001 	}
   1002 
   1003 #if defined(_KERNEL)
   1004 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1005 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1006 	}
   1007 
   1008 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1009 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1010 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1011 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1012 
   1013 	return vm;
   1014 }
   1015 
   1016 
   1017 /* ---- vmem API */
   1018 
   1019 /*
   1020  * vmem_create: create an arena.
   1021  *
   1022  * => must not be called from interrupt context.
   1023  */
   1024 
   1025 vmem_t *
   1026 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1027     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1028     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1029 {
   1030 
   1031 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1032 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1033 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1034 
   1035 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1036 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1037 }
   1038 
   1039 /*
   1040  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1041  *
   1042  * => must not be called from interrupt context.
   1043  */
   1044 
   1045 vmem_t *
   1046 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1047     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1048     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1049 {
   1050 
   1051 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1052 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1053 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1054 
   1055 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1056 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1057 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1058 }
   1059 
   1060 void
   1061 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1062 {
   1063 
   1064 #if defined(_KERNEL)
   1065 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1066 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1067 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1068 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1069 
   1070 	vmem_destroy1(vm);
   1071 }
   1072 
   1073 vmem_size_t
   1074 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1075 {
   1076 
   1077 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1078 }
   1079 
   1080 /*
   1081  * vmem_alloc:
   1082  *
   1083  * => caller must ensure appropriate spl,
   1084  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1085  */
   1086 
   1087 int
   1088 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1089 {
   1090 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1091 
   1092 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1093 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1094 
   1095 	KASSERT(size > 0);
   1096 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1097 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1098 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1099 	}
   1100 
   1101 #if defined(QCACHE)
   1102 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1103 		void *p;
   1104 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1105 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1106 
   1107 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1108 		if (addrp != NULL)
   1109 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1110 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1111 	}
   1112 #endif /* defined(QCACHE) */
   1113 
   1114 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1115 	    flags, addrp);
   1116 }
   1117 
   1118 int
   1119 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1120     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1121     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1122     vmem_addr_t *addrp)
   1123 {
   1124 	struct vmem_freelist *list;
   1125 	struct vmem_freelist *first;
   1126 	struct vmem_freelist *end;
   1127 	bt_t *bt;
   1128 	bt_t *btnew;
   1129 	bt_t *btnew2;
   1130 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1131 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1132 	vmem_addr_t start;
   1133 	int rc;
   1134 
   1135 	KASSERT(size0 > 0);
   1136 	KASSERT(size > 0);
   1137 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1138 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1139 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1140 	}
   1141 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1142 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1143 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1144 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1145 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1146 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1147 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1148 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1149 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1150 
   1151 	if (align == 0) {
   1152 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1153 	}
   1154 
   1155 	/*
   1156 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1157 	 */
   1158 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1159 	if (btnew == NULL) {
   1160 		return ENOMEM;
   1161 	}
   1162 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1163 	if (btnew2 == NULL) {
   1164 		bt_free(vm, btnew);
   1165 		return ENOMEM;
   1166 	}
   1167 
   1168 	/*
   1169 	 * choose a free block from which we allocate.
   1170 	 */
   1171 retry_strat:
   1172 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1173 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1174 retry:
   1175 	bt = NULL;
   1176 	VMEM_LOCK(vm);
   1177 	vmem_check(vm);
   1178 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1179 		/*
   1180 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1181 		 *
   1182 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1183 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1184 		 * the given size.
   1185 		 */
   1186 		for (list = first; list < end; list++) {
   1187 			bt = LIST_FIRST(list);
   1188 			if (bt != NULL) {
   1189 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1190 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1191 				if (rc == 0) {
   1192 					goto gotit;
   1193 				}
   1194 				/*
   1195 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1196 				 * here.  the list can be very long and we are
   1197 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1198 				 * lists are larger and have better chances to
   1199 				 * satisfy our restrictions.
   1200 				 */
   1201 			}
   1202 		}
   1203 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1204 		/*
   1205 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1206 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1207 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1208 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1209 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1210 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1211 		 *
   1212 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1213 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1214 		 */
   1215 		for (list = first; list < end; list++) {
   1216 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1217 				if (bt->bt_size >= size) {
   1218 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1219 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1220 					if (rc == 0) {
   1221 						goto gotit;
   1222 					}
   1223 				}
   1224 			}
   1225 		}
   1226 	}
   1227 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1228 #if 1
   1229 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1230 		strat = VM_BESTFIT;
   1231 		goto retry_strat;
   1232 	}
   1233 #endif
   1234 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
   1235 	    nocross != 0) {
   1236 
   1237 		/*
   1238 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1239 		 * satisfy restrictions?
   1240 		 */
   1241 
   1242 		goto fail;
   1243 	}
   1244 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1245 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1246 		goto retry;
   1247 	}
   1248 	/* XXX */
   1249 
   1250 fail:
   1251 	bt_free(vm, btnew);
   1252 	bt_free(vm, btnew2);
   1253 	return ENOMEM;
   1254 
   1255 gotit:
   1256 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1257 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1258 	bt_remfree(vm, bt);
   1259 	vmem_check(vm);
   1260 	if (bt->bt_start != start) {
   1261 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1262 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1263 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1264 		bt->bt_start = start;
   1265 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1266 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1267 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1268 		btnew2 = NULL;
   1269 		vmem_check(vm);
   1270 	}
   1271 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1272 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1273 		/* split */
   1274 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1275 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1276 		btnew->bt_size = size;
   1277 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1278 		bt->bt_size -= size;
   1279 		bt_insfree(vm, bt);
   1280 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1281 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1282 		vmem_check(vm);
   1283 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1284 	} else {
   1285 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1286 		bt_insbusy(vm, bt);
   1287 		vmem_check(vm);
   1288 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1289 		bt_free(vm, btnew);
   1290 		btnew = bt;
   1291 	}
   1292 	if (btnew2 != NULL) {
   1293 		bt_free(vm, btnew2);
   1294 	}
   1295 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1296 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1297 
   1298 	if (addrp != NULL)
   1299 		*addrp = btnew->bt_start;
   1300 	return 0;
   1301 }
   1302 
   1303 /*
   1304  * vmem_free:
   1305  *
   1306  * => caller must ensure appropriate spl,
   1307  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1308  */
   1309 
   1310 void
   1311 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1312 {
   1313 
   1314 	KASSERT(size > 0);
   1315 
   1316 #if defined(QCACHE)
   1317 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1318 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1319 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1320 
   1321 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1322 		return;
   1323 	}
   1324 #endif /* defined(QCACHE) */
   1325 
   1326 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1327 }
   1328 
   1329 void
   1330 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1331 {
   1332 	bt_t *bt;
   1333 	bt_t *t;
   1334 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1335 
   1336 	LIST_INIT(&tofree);
   1337 
   1338 	KASSERT(size > 0);
   1339 
   1340 	VMEM_LOCK(vm);
   1341 
   1342 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1343 	KASSERT(bt != NULL);
   1344 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1345 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1346 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1347 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1348 	bt_rembusy(vm, bt);
   1349 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1350 
   1351 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
   1352 
   1353 	/* coalesce */
   1354 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1355 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1356 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1357 		bt_remfree(vm, t);
   1358 		bt_remseg(vm, t);
   1359 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1360 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1361 	}
   1362 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1363 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1364 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1365 		bt_remfree(vm, t);
   1366 		bt_remseg(vm, t);
   1367 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1368 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1369 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1370 	}
   1371 
   1372 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1373 	KASSERT(t != NULL);
   1374 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1375 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1376 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1377 		vmem_addr_t spanaddr;
   1378 		vmem_size_t spansize;
   1379 
   1380 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1381 		spanaddr = bt->bt_start;
   1382 		spansize = bt->bt_size;
   1383 		bt_remseg(vm, bt);
   1384 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1385 		bt_remseg(vm, t);
   1386 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1387 		vm->vm_size -= spansize;
   1388 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1389 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1390 	} else {
   1391 		bt_insfree(vm, bt);
   1392 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1393 	}
   1394 
   1395 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1396 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1397 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1398 		bt_free(vm, t);
   1399 	}
   1400 #if defined(_KERNEL)
   1401 	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1402 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1403 }
   1404 
   1405 /*
   1406  * vmem_add:
   1407  *
   1408  * => caller must ensure appropriate spl,
   1409  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1410  */
   1411 
   1412 int
   1413 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1414 {
   1415 
   1416 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1417 }
   1418 
   1419 /*
   1420  * vmem_size: information about arenas size
   1421  *
   1422  * => return free/allocated size in arena
   1423  */
   1424 vmem_size_t
   1425 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1426 {
   1427 
   1428 	switch (typemask) {
   1429 	case VMEM_ALLOC:
   1430 		return vm->vm_inuse;
   1431 	case VMEM_FREE:
   1432 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1433 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1434 		return vm->vm_size;
   1435 	default:
   1436 		panic("vmem_size");
   1437 	}
   1438 }
   1439 
   1440 /* ---- rehash */
   1441 
   1442 #if defined(_KERNEL)
   1443 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1444 static int vmem_rehash_interval;
   1445 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1446 static struct work vmem_rehash_wk;
   1447 
   1448 static void
   1449 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1450 {
   1451 	vmem_t *vm;
   1452 
   1453 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1454 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1455 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1456 		size_t desired;
   1457 		size_t current;
   1458 
   1459 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1460 			continue;
   1461 		}
   1462 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1463 		current = vm->vm_hashsize;
   1464 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1465 
   1466 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1467 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1468 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1469 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1470 		}
   1471 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1472 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1473 		}
   1474 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1475 	}
   1476 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1477 
   1478 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1479 }
   1480 
   1481 static void
   1482 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1483 {
   1484 
   1485 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1486 }
   1487 
   1488 void
   1489 vmem_rehash_start(void)
   1490 {
   1491 	int error;
   1492 
   1493 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1494 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1495 	if (error) {
   1496 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1497 	}
   1498 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1499 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1500 
   1501 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1502 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1503 }
   1504 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1505 
   1506 /* ---- debug */
   1507 
   1508 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1509 
   1510 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...));
   1511 
   1512 static const char *
   1513 bt_type_string(int type)
   1514 {
   1515 	static const char * const table[] = {
   1516 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1517 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1518 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1519 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1520 	};
   1521 
   1522 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1523 		return "BOGUS";
   1524 	}
   1525 	return table[type];
   1526 }
   1527 
   1528 static void
   1529 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1530 {
   1531 
   1532 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1533 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1534 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1535 }
   1536 
   1537 static void
   1538 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...))
   1539 {
   1540 	const bt_t *bt;
   1541 	int i;
   1542 
   1543 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1544 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1545 		bt_dump(bt, pr);
   1546 	}
   1547 
   1548 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1549 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1550 
   1551 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1552 			continue;
   1553 		}
   1554 
   1555 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1556 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1557 			bt_dump(bt, pr);
   1558 		}
   1559 	}
   1560 }
   1561 
   1562 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1563 
   1564 #if defined(DDB)
   1565 static bt_t *
   1566 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1567 {
   1568 	bt_t *bt;
   1569 
   1570 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1571 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1572 			continue;
   1573 		}
   1574 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1575 			return bt;
   1576 		}
   1577 	}
   1578 
   1579 	return NULL;
   1580 }
   1581 
   1582 void
   1583 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1584 {
   1585 	vmem_t *vm;
   1586 
   1587 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1588 		bt_t *bt;
   1589 
   1590 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1591 		if (bt == NULL) {
   1592 			continue;
   1593 		}
   1594 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1595 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1596 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1597 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1598 	}
   1599 }
   1600 
   1601 void
   1602 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1603 {
   1604 	const vmem_t *vm;
   1605 
   1606 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1607 		vmem_dump(vm, pr);
   1608 	}
   1609 }
   1610 
   1611 void
   1612 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1613 {
   1614 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1615 
   1616 	vmem_dump(vm, pr);
   1617 }
   1618 #endif /* defined(DDB) */
   1619 
   1620 #if defined(_KERNEL)
   1621 #define vmem_printf printf
   1622 #else
   1623 #include <stdio.h>
   1624 #include <stdarg.h>
   1625 
   1626 static void
   1627 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1628 {
   1629 	va_list ap;
   1630 	va_start(ap, fmt);
   1631 	vprintf(fmt, ap);
   1632 	va_end(ap);
   1633 }
   1634 #endif
   1635 
   1636 #if defined(VMEM_SANITY)
   1637 
   1638 static bool
   1639 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1640 {
   1641 	const bt_t *bt, *bt2;
   1642 
   1643 	KASSERT(vm != NULL);
   1644 
   1645 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1646 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1647 			printf("corrupted tag\n");
   1648 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1649 			return false;
   1650 		}
   1651 	}
   1652 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1653 		CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1654 			if (bt == bt2) {
   1655 				continue;
   1656 			}
   1657 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1658 				continue;
   1659 			}
   1660 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1661 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1662 				printf("overwrapped tags\n");
   1663 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1664 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1665 				return false;
   1666 			}
   1667 		}
   1668 	}
   1669 
   1670 	return true;
   1671 }
   1672 
   1673 static void
   1674 vmem_check(vmem_t *vm)
   1675 {
   1676 
   1677 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1678 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1679 	}
   1680 }
   1681 
   1682 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1683 
   1684 #if defined(UNITTEST)
   1685 int
   1686 main(void)
   1687 {
   1688 	int rc;
   1689 	vmem_t *vm;
   1690 	vmem_addr_t p;
   1691 	struct reg {
   1692 		vmem_addr_t p;
   1693 		vmem_size_t sz;
   1694 		bool x;
   1695 	} *reg = NULL;
   1696 	int nreg = 0;
   1697 	int nalloc = 0;
   1698 	int nfree = 0;
   1699 	vmem_size_t total = 0;
   1700 #if 1
   1701 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1702 #else
   1703 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1704 #endif
   1705 
   1706 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1707 #ifdef _KERNEL
   1708 	    IPL_NONE
   1709 #else
   1710 	    0
   1711 #endif
   1712 	    );
   1713 	if (vm == NULL) {
   1714 		printf("vmem_create\n");
   1715 		exit(EXIT_FAILURE);
   1716 	}
   1717 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1718 
   1719 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1720 	assert(rc == 0);
   1721 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1722 	assert(rc == 0);
   1723 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1724 	assert(rc == 0);
   1725 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1726 	assert(rc == 0);
   1727 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1728 	assert(rc == 0);
   1729 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1730 	assert(rc == 0);
   1731 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1732 	assert(rc == 0);
   1733 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1734 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1735 	assert(rc != 0);
   1736 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1737 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1738 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1739 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1740 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1741 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1742 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1743 	assert(rc != 0);
   1744 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1745 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1746 	assert(rc != 0);
   1747 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1748 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1749 	assert(rc == 0);
   1750 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1751 	for (;;) {
   1752 		struct reg *r;
   1753 		int t = rand() % 100;
   1754 
   1755 		if (t > 45) {
   1756 			/* alloc */
   1757 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1758 			bool x;
   1759 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1760 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1761 
   1762 			if (t > 70) {
   1763 				x = true;
   1764 				/* XXX */
   1765 				align = 1 << (rand() % 15);
   1766 				phase = rand() % 65536;
   1767 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1768 				if (align <= phase) {
   1769 					phase = 0;
   1770 				}
   1771 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1772 				    nocross)) {
   1773 					nocross = 0;
   1774 				}
   1775 				do {
   1776 					minaddr = rand() % 50000;
   1777 					maxaddr = rand() % 70000;
   1778 				} while (minaddr > maxaddr);
   1779 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1780 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1781 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1782 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1783 				    (uint64_t)sz,
   1784 				    (uint64_t)align,
   1785 				    (uint64_t)phase,
   1786 				    (uint64_t)nocross,
   1787 				    (uint64_t)minaddr,
   1788 				    (uint64_t)maxaddr);
   1789 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1790 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1791 			} else {
   1792 				x = false;
   1793 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1794 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1795 			}
   1796 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1797 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1798 			if (rc != 0) {
   1799 				if (x) {
   1800 					continue;
   1801 				}
   1802 				break;
   1803 			}
   1804 			nreg++;
   1805 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1806 			r = &reg[nreg - 1];
   1807 			r->p = p;
   1808 			r->sz = sz;
   1809 			r->x = x;
   1810 			total += sz;
   1811 			nalloc++;
   1812 		} else if (nreg != 0) {
   1813 			/* free */
   1814 			r = &reg[rand() % nreg];
   1815 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1816 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1817 			if (r->x) {
   1818 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1819 			} else {
   1820 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1821 			}
   1822 			total -= r->sz;
   1823 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1824 			*r = reg[nreg - 1];
   1825 			nreg--;
   1826 			nfree++;
   1827 		}
   1828 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1829 	}
   1830 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1831 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1832 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1833 }
   1834 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1835