Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.70
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.70 2012/01/30 17:35:18 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 1.70 2012/01/30 17:35:18 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 <stdio.h>
     89 #include <errno.h>
     90 #include <assert.h>
     91 #include <stdlib.h>
     92 #include <string.h>
     93 
     94 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
     95 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
     96 
     97 #define	UNITTEST
     98 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     99 #define	LOCK_DECL(name)		/* nothing */
    100 #define	CONDVAR_DECL(name)	/* nothing */
    101 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    102 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	/* nothing */
    103 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    104 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    105 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    106 #define	mutex_tryenter(a)	true
    107 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    108 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    109 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    110 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    111 #endif /* defined(_KERNEL) */
    112 
    113 struct vmem;
    114 struct vmem_btag;
    115 
    116 #if defined(VMEM_SANITY)
    117 static void vmem_check(vmem_t *);
    118 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    119 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    120 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    121 
    122 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
    123 
    124 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    125 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    126 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    127 
    128 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    129 
    130 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    131 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    132 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    133 
    134 #if defined(QCACHE)
    135 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    136 
    137 #define	QC_NAME_MAX	16
    138 
    139 struct qcache {
    140 	pool_cache_t qc_cache;
    141 	vmem_t *qc_vmem;
    142 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    143 };
    144 typedef struct qcache qcache_t;
    145 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
    146 #endif /* defined(QCACHE) */
    147 
    148 #define	VMEM_NAME_MAX	16
    149 
    150 /* vmem arena */
    151 struct vmem {
    152 	CONDVAR_DECL(vm_cv);
    153 	LOCK_DECL(vm_lock);
    154 	vm_flag_t vm_flags;
    155 	vmem_import_t *vm_importfn;
    156 	vmem_release_t *vm_releasefn;
    157 	size_t vm_nfreetags;
    158 	LIST_HEAD(, vmem_btag) vm_freetags;
    159 	void *vm_arg;
    160 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    161 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    162 	size_t vm_hashsize;
    163 	size_t vm_nbusytag;
    164 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    165 	struct vmem_hashlist vm_hash0;
    166 	size_t vm_quantum_mask;
    167 	int vm_quantum_shift;
    168 	size_t vm_size;
    169 	size_t vm_inuse;
    170 	char vm_name[VMEM_NAME_MAX+1];
    171 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    172 
    173 #if defined(QCACHE)
    174 	/* quantum cache */
    175 	size_t vm_qcache_max;
    176 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    177 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    178 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    179 #endif /* defined(QCACHE) */
    180 };
    181 
    182 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    183 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    184 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    185 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    186 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    187 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    188 
    189 #if defined(_KERNEL)
    190 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
    191 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    192 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    193 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    194 #endif /* defined(_KERNEL) */
    195 
    196 /* boundary tag */
    197 struct vmem_btag {
    198 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    199 	union {
    200 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    201 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    202 	} bt_u;
    203 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    204 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    205 	vmem_addr_t bt_start;
    206 	vmem_size_t bt_size;
    207 	int bt_type;
    208 };
    209 
    210 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    211 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    212 #define	BT_TYPE_FREE		3
    213 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    214 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    215 
    216 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size - 1)
    217 
    218 typedef struct vmem_btag bt_t;
    219 
    220 #if defined(_KERNEL)
    221 static kmutex_t vmem_list_lock;
    222 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    223 #endif /* defined(_KERNEL) */
    224 
    225 /* ---- misc */
    226 
    227 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    228 	(-(-(addr) & -(align)))
    229 
    230 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    231 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    232 
    233 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    234 #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    235 
    236 #if !defined(_KERNEL)
    237 #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    238 #define	xfree(p, sz)		free(p)
    239 #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    240 #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    241 #else /* defined(_KERNEL) */
    242 
    243 #define	xmalloc(sz, flags) \
    244     kmem_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    245 #define	xfree(p, sz)		kmem_free(p, sz);
    246 
    247 #define BT_MINRESERVE 6
    248 #define BT_MAXFREE 64
    249 #define STATIC_VMEM_COUNT 5
    250 #define STATIC_BT_COUNT 200
    251 #define STATIC_QC_POOL_COUNT (VMEM_QCACHE_IDX_MAX + 1)
    252 
    253 static struct vmem static_vmems[STATIC_VMEM_COUNT];
    254 static int static_vmem_count = STATIC_VMEM_COUNT;
    255 
    256 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    257 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    258 
    259 static struct pool_cache static_qc_pools[STATIC_QC_POOL_COUNT];
    260 static int static_qc_pool_count = STATIC_QC_POOL_COUNT;
    261 
    262 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    263 vmem_t *kmem_meta_arena;
    264 
    265 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    266 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    267 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    268 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    269 
    270 /* ---- boundary tag */
    271 
    272 #define	BT_PER_PAGE	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    273 
    274 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    275 
    276 static int
    277 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    278 {
    279 	vmem_addr_t va;
    280 	bt_t *btp;
    281 	bt_t *bt;
    282 	int i;
    283 
    284 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    285 	if (vmem_btag_freelist_count > (BT_MINRESERVE * 16)) {
    286 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    287 		return 0;
    288 	}
    289 
    290 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    291 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    292 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    293 		return ENOMEM;
    294 	}
    295 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    296 
    297 	btp = (void *) va;
    298 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    299 		bt = btp;
    300 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    301 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    302 		    bt_freelist);
    303 		vmem_btag_freelist_count++;
    304 		vmem_btag_count++;
    305 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    306 		btp++;
    307 	}
    308 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    309 
    310 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    311 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    312 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    313 
    314 	return 0;
    315 }
    316 
    317 static int
    318 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    319 {
    320 	bt_t *bt;
    321 
    322 	bt_refillglobal(flags);
    323 
    324 	VMEM_LOCK(vm);
    325 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    326 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    327 	    vm->vm_nfreetags < (BT_MINRESERVE * 2)) {
    328 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    329 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    330 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    331 		vm->vm_nfreetags++;
    332 		vmem_btag_freelist_count--;
    333 	}
    334 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    335 
    336 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    337 		VMEM_UNLOCK(vm);
    338 		return ENOMEM;
    339 	}
    340 	VMEM_UNLOCK(vm);
    341 
    342 	return 0;
    343 }
    344 
    345 static inline bt_t *
    346 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    347 {
    348 	bt_t *bt;
    349 again:
    350 	VMEM_LOCK(vm);
    351 	if (vm->vm_nfreetags < BT_MINRESERVE &&
    352 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    353 		VMEM_UNLOCK(vm);
    354 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    355 			return NULL;
    356 		}
    357 		goto again;
    358 	}
    359 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    360 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    361 	vm->vm_nfreetags--;
    362 	VMEM_UNLOCK(vm);
    363 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    364 
    365 	return bt;
    366 }
    367 
    368 static inline void
    369 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    370 {
    371 
    372 	VMEM_LOCK(vm);
    373 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    374 	vm->vm_nfreetags++;
    375 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    376 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    377 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    378 		vm->vm_nfreetags--;
    379 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    380 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    381 		vmem_btag_freelist_count++;
    382 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    383 	}
    384 	VMEM_UNLOCK(vm);
    385 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    386 }
    387 
    388 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    389 
    390 /*
    391  * freelist[0] ... [1, 1]
    392  * freelist[1] ... [2, 3]
    393  * freelist[2] ... [4, 7]
    394  * freelist[3] ... [8, 15]
    395  *  :
    396  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    397  *  :
    398  */
    399 
    400 static struct vmem_freelist *
    401 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    402 {
    403 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    404 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    405 
    406 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    407 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    408 	KASSERT(idx >= 0);
    409 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    410 
    411 	return &vm->vm_freelist[idx];
    412 }
    413 
    414 /*
    415  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    416  * strategy.
    417  *
    418  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    419  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    420  * large enough for the requested size.
    421  */
    422 
    423 static struct vmem_freelist *
    424 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    425 {
    426 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    427 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    428 
    429 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    430 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    431 
    432 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    433 		idx++;
    434 		/* check too large request? */
    435 	}
    436 	KASSERT(idx >= 0);
    437 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    438 
    439 	return &vm->vm_freelist[idx];
    440 }
    441 
    442 /* ---- boundary tag hash */
    443 
    444 static struct vmem_hashlist *
    445 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    446 {
    447 	struct vmem_hashlist *list;
    448 	unsigned int hash;
    449 
    450 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    451 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    452 
    453 	return list;
    454 }
    455 
    456 static bt_t *
    457 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    458 {
    459 	struct vmem_hashlist *list;
    460 	bt_t *bt;
    461 
    462 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    463 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    464 		if (bt->bt_start == addr) {
    465 			break;
    466 		}
    467 	}
    468 
    469 	return bt;
    470 }
    471 
    472 static void
    473 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    474 {
    475 
    476 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    477 	vm->vm_nbusytag--;
    478 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    479 }
    480 
    481 static void
    482 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    483 {
    484 	struct vmem_hashlist *list;
    485 
    486 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    487 
    488 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    489 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    490 	vm->vm_nbusytag++;
    491 }
    492 
    493 /* ---- boundary tag list */
    494 
    495 static void
    496 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    497 {
    498 
    499 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    500 }
    501 
    502 static void
    503 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    504 {
    505 
    506 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    507 }
    508 
    509 static void
    510 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    511 {
    512 
    513 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    514 }
    515 
    516 static void
    517 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    518 {
    519 
    520 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    521 
    522 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    523 }
    524 
    525 static void
    526 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    527 {
    528 	struct vmem_freelist *list;
    529 
    530 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    531 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    532 }
    533 
    534 /* ---- vmem internal functions */
    535 
    536 #if defined(QCACHE)
    537 static inline vm_flag_t
    538 prf_to_vmf(int prflags)
    539 {
    540 	vm_flag_t vmflags;
    541 
    542 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    543 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    544 		vmflags = VM_SLEEP;
    545 	} else {
    546 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    547 	}
    548 	return vmflags;
    549 }
    550 
    551 static inline int
    552 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    553 {
    554 	int prflags;
    555 
    556 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    557 		prflags = PR_WAITOK;
    558 	} else {
    559 		prflags = PR_NOWAIT;
    560 	}
    561 	return prflags;
    562 }
    563 
    564 static size_t
    565 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    566 {
    567 	int i;
    568 
    569 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    570 		/* nothing */
    571 	}
    572 	return ORDER2SIZE(i);
    573 }
    574 
    575 static void *
    576 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    577 {
    578 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    579 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    580 	vmem_addr_t addr;
    581 
    582 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    583 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    584 		return NULL;
    585 	return (void *)addr;
    586 }
    587 
    588 static void
    589 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    590 {
    591 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    592 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    593 
    594 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    595 }
    596 
    597 static void
    598 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    599 {
    600 	qcache_t *prevqc;
    601 	struct pool_allocator *pa;
    602 	int qcache_idx_max;
    603 	int i;
    604 
    605 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    606 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    607 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    608 	}
    609 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    610 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    611 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    612 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    613 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    614 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    615 
    616 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    617 	prevqc = NULL;
    618 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    619 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    620 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    621 		pool_cache_t pc;
    622 
    623 		qc->qc_vmem = vm;
    624 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    625 		    vm->vm_name, size);
    626 
    627 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    628 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    629 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    630 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    631 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    632 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    633 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    634 		} else {
    635 			pc = pool_cache_init(size,
    636 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    637 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    638 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    639 		}
    640 		qc->qc_cache = pc;
    641 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    642 		if (prevqc != NULL &&
    643 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    644 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    645 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    646 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    647 				//static_qc_pool_count++;
    648 			} else {
    649 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    650 			}
    651 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    652 			continue;
    653 		}
    654 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    655 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    656 		prevqc = qc;
    657 	}
    658 }
    659 
    660 static void
    661 qc_destroy(vmem_t *vm)
    662 {
    663 	const qcache_t *prevqc;
    664 	int i;
    665 	int qcache_idx_max;
    666 
    667 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    668 	prevqc = NULL;
    669 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    670 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    671 
    672 		if (prevqc == qc) {
    673 			continue;
    674 		}
    675 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    676 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    677 		} else {
    678 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    679 		}
    680 		prevqc = qc;
    681 	}
    682 }
    683 #endif
    684 
    685 #if defined(_KERNEL)
    686 void
    687 vmem_bootstrap(void)
    688 {
    689 
    690 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    691 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    692 
    693 	while (static_bt_count-- > 0) {
    694 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    695 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    696 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    697 		vmem_btag_freelist_count++;
    698 	}
    699 }
    700 
    701 void
    702 vmem_init(vmem_t *vm)
    703 {
    704 
    705 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    706 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    707 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    708 	    IPL_VM);
    709 
    710 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    711 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    712 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    713 }
    714 #endif /* defined(_KERNEL) */
    715 
    716 static int
    717 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    718     int spanbttype)
    719 {
    720 	bt_t *btspan;
    721 	bt_t *btfree;
    722 
    723 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    724 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    725 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    726 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    727 
    728 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    729 	if (btspan == NULL) {
    730 		return ENOMEM;
    731 	}
    732 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    733 	if (btfree == NULL) {
    734 		bt_free(vm, btspan);
    735 		return ENOMEM;
    736 	}
    737 
    738 	btspan->bt_type = spanbttype;
    739 	btspan->bt_start = addr;
    740 	btspan->bt_size = size;
    741 
    742 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    743 	btfree->bt_start = addr;
    744 	btfree->bt_size = size;
    745 
    746 	VMEM_LOCK(vm);
    747 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    748 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    749 	bt_insfree(vm, btfree);
    750 	vm->vm_size += size;
    751 	VMEM_UNLOCK(vm);
    752 
    753 	return 0;
    754 }
    755 
    756 static void
    757 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    758 {
    759 
    760 #if defined(QCACHE)
    761 	qc_destroy(vm);
    762 #endif /* defined(QCACHE) */
    763 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    764 		int i;
    765 
    766 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    767 			bt_t *bt;
    768 
    769 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    770 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    771 				bt_free(vm, bt);
    772 			}
    773 		}
    774 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    775 			xfree(vm->vm_hashlist,
    776 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    777 		}
    778 	}
    779 
    780 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    781 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    782 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    783 		vm->vm_nfreetags--;
    784 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    785 #if defined (_KERNEL)
    786 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    787 		vmem_btag_freelist_count++;
    788 #endif /* defined(_KERNEL) */
    789 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    790 	}
    791 
    792 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    793 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    794 }
    795 
    796 static int
    797 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    798 {
    799 	vmem_addr_t addr;
    800 	int rc;
    801 
    802 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    803 		return EINVAL;
    804 	}
    805 
    806 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    807 		size *= 32;
    808 	}
    809 
    810 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    811 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    812 		    &size, flags, &addr);
    813 	} else {
    814 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    815 	}
    816 	if (rc) {
    817 		return ENOMEM;
    818 	}
    819 
    820 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    821 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    822 		return ENOMEM;
    823 	}
    824 
    825 	return 0;
    826 }
    827 
    828 static int
    829 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    830 {
    831 	bt_t *bt;
    832 	int i;
    833 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    834 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    835 	size_t oldhashsize;
    836 
    837 	KASSERT(newhashsize > 0);
    838 
    839 	newhashlist =
    840 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    841 	if (newhashlist == NULL) {
    842 		return ENOMEM;
    843 	}
    844 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    845 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    846 	}
    847 
    848 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    849 		xfree(newhashlist,
    850 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    851 		return EBUSY;
    852 	}
    853 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    854 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    855 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    856 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    857 	if (oldhashlist == NULL) {
    858 		VMEM_UNLOCK(vm);
    859 		return 0;
    860 	}
    861 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    862 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    863 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    864 			bt_insbusy(vm, bt);
    865 		}
    866 	}
    867 	VMEM_UNLOCK(vm);
    868 
    869 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    870 		xfree(oldhashlist,
    871 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    872 	}
    873 
    874 	return 0;
    875 }
    876 
    877 /*
    878  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    879  *
    880  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    881  * before calling us.
    882  */
    883 
    884 static int
    885 vmem_fit(const bt_t const *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    886     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    887     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    888 {
    889 	vmem_addr_t start;
    890 	vmem_addr_t end;
    891 
    892 	KASSERT(size > 0);
    893 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    894 
    895 	/*
    896 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    897 	 * unsigned integer of the same size.
    898 	 */
    899 
    900 	start = bt->bt_start;
    901 	if (start < minaddr) {
    902 		start = minaddr;
    903 	}
    904 	end = BT_END(bt);
    905 	if (end > maxaddr) {
    906 		end = maxaddr;
    907 	}
    908 	if (start > end) {
    909 		return ENOMEM;
    910 	}
    911 
    912 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    913 	if (start < bt->bt_start) {
    914 		start += align;
    915 	}
    916 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    917 		KASSERT(align < nocross);
    918 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    919 	}
    920 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    921 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    922 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    923 		KASSERT(minaddr <= start);
    924 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    925 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    926 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    927 		*addrp = start;
    928 		return 0;
    929 	}
    930 	return ENOMEM;
    931 }
    932 
    933 
    934 /*
    935  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    936  */
    937 
    938 static vmem_t *
    939 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    940     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    941     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    942 {
    943 	vmem_t *vm = NULL;
    944 	int i;
    945 
    946 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    947 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    948 	KASSERT(quantum > 0);
    949 
    950 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    951 #if defined(_KERNEL)
    952 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    953 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    954 #endif /* defined(_KERNEL) */
    955 	} else {
    956 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    957 	}
    958 	if (vm == NULL) {
    959 		return NULL;
    960 	}
    961 
    962 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    963 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    964 	vm->vm_flags = flags;
    965 	vm->vm_nfreetags = 0;
    966 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    967 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    968 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    969 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    970 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    971 	vm->vm_importfn = importfn;
    972 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    973 	vm->vm_arg = arg;
    974 	vm->vm_nbusytag = 0;
    975 	vm->vm_size = 0;
    976 	vm->vm_inuse = 0;
    977 #if defined(QCACHE)
    978 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    979 #endif /* defined(QCACHE) */
    980 
    981 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    982 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    983 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    984 	}
    985 	vm->vm_hashlist = NULL;
    986 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    987 		vm->vm_hashsize = 1;
    988 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    989 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    990 		vmem_destroy1(vm);
    991 		return NULL;
    992 	}
    993 
    994 	if (size != 0) {
    995 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    996 			vmem_destroy1(vm);
    997 			return NULL;
    998 		}
    999 	}
   1000 
   1001 #if defined(_KERNEL)
   1002 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1003 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1004 	}
   1005 
   1006 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1007 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1008 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1009 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1010 
   1011 	return vm;
   1012 }
   1013 
   1014 
   1015 /* ---- vmem API */
   1016 
   1017 /*
   1018  * vmem_create: create an arena.
   1019  *
   1020  * => must not be called from interrupt context.
   1021  */
   1022 
   1023 vmem_t *
   1024 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1025     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1026     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1027 {
   1028 
   1029 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1030 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1031 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1032 
   1033 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1034 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1035 }
   1036 
   1037 /*
   1038  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1039  *
   1040  * => must not be called from interrupt context.
   1041  */
   1042 
   1043 vmem_t *
   1044 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1045     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1046     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1047 {
   1048 
   1049 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1050 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1051 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1052 
   1053 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1054 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1055 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1056 }
   1057 
   1058 void
   1059 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1060 {
   1061 
   1062 #if defined(_KERNEL)
   1063 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1064 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1065 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1066 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1067 
   1068 	vmem_destroy1(vm);
   1069 }
   1070 
   1071 vmem_size_t
   1072 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1073 {
   1074 
   1075 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1076 }
   1077 
   1078 /*
   1079  * vmem_alloc:
   1080  *
   1081  * => caller must ensure appropriate spl,
   1082  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1083  */
   1084 
   1085 int
   1086 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1087 {
   1088 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1089 
   1090 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1091 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1092 
   1093 	KASSERT(size > 0);
   1094 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1095 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1096 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1097 	}
   1098 
   1099 #if defined(QCACHE)
   1100 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1101 		void *p;
   1102 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1103 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1104 
   1105 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1106 		if (addrp != NULL)
   1107 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1108 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1109 	}
   1110 #endif /* defined(QCACHE) */
   1111 
   1112 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1113 	    flags, addrp);
   1114 }
   1115 
   1116 int
   1117 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1118     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1119     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1120     vmem_addr_t *addrp)
   1121 {
   1122 	struct vmem_freelist *list;
   1123 	struct vmem_freelist *first;
   1124 	struct vmem_freelist *end;
   1125 	bt_t *bt;
   1126 	bt_t *btnew;
   1127 	bt_t *btnew2;
   1128 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1129 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1130 	vmem_addr_t start;
   1131 	int rc;
   1132 
   1133 	KASSERT(size0 > 0);
   1134 	KASSERT(size > 0);
   1135 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1136 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1137 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1138 	}
   1139 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1140 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1141 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1142 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1143 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1144 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1145 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1146 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1147 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1148 
   1149 	if (align == 0) {
   1150 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1151 	}
   1152 
   1153 	/*
   1154 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1155 	 */
   1156 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1157 	if (btnew == NULL) {
   1158 		return ENOMEM;
   1159 	}
   1160 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1161 	if (btnew2 == NULL) {
   1162 		bt_free(vm, btnew);
   1163 		return ENOMEM;
   1164 	}
   1165 
   1166 	/*
   1167 	 * choose a free block from which we allocate.
   1168 	 */
   1169 retry_strat:
   1170 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1171 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1172 retry:
   1173 	bt = NULL;
   1174 	VMEM_LOCK(vm);
   1175 	vmem_check(vm);
   1176 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1177 		/*
   1178 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1179 		 *
   1180 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1181 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1182 		 * the given size.
   1183 		 */
   1184 		for (list = first; list < end; list++) {
   1185 			bt = LIST_FIRST(list);
   1186 			if (bt != NULL) {
   1187 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1188 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1189 				if (rc == 0) {
   1190 					goto gotit;
   1191 				}
   1192 				/*
   1193 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1194 				 * here.  the list can be very long and we are
   1195 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1196 				 * lists are larger and have better chances to
   1197 				 * satisfy our restrictions.
   1198 				 */
   1199 			}
   1200 		}
   1201 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1202 		/*
   1203 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1204 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1205 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1206 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1207 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1208 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1209 		 *
   1210 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1211 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1212 		 */
   1213 		for (list = first; list < end; list++) {
   1214 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1215 				if (bt->bt_size >= size) {
   1216 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1217 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1218 					if (rc == 0) {
   1219 						goto gotit;
   1220 					}
   1221 				}
   1222 			}
   1223 		}
   1224 	}
   1225 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1226 #if 1
   1227 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1228 		strat = VM_BESTFIT;
   1229 		goto retry_strat;
   1230 	}
   1231 #endif
   1232 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1233 
   1234 		/*
   1235 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1236 		 * satisfy restrictions?
   1237 		 */
   1238 
   1239 		goto fail;
   1240 	}
   1241 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1242 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1243 		goto retry;
   1244 	}
   1245 	/* XXX */
   1246 
   1247 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1248 		VMEM_LOCK(vm);
   1249 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1250 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1251 		goto retry;
   1252 	}
   1253 fail:
   1254 	bt_free(vm, btnew);
   1255 	bt_free(vm, btnew2);
   1256 	return ENOMEM;
   1257 
   1258 gotit:
   1259 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1260 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1261 	bt_remfree(vm, bt);
   1262 	vmem_check(vm);
   1263 	vm->vm_inuse += size;
   1264 	if (bt->bt_start != start) {
   1265 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1266 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1267 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1268 		bt->bt_start = start;
   1269 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1270 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1271 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1272 		btnew2 = NULL;
   1273 		vmem_check(vm);
   1274 	}
   1275 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1276 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1277 		/* split */
   1278 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1279 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1280 		btnew->bt_size = size;
   1281 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1282 		bt->bt_size -= size;
   1283 		bt_insfree(vm, bt);
   1284 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1285 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1286 		vmem_check(vm);
   1287 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1288 	} else {
   1289 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1290 		bt_insbusy(vm, bt);
   1291 		vmem_check(vm);
   1292 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1293 		bt_free(vm, btnew);
   1294 		btnew = bt;
   1295 	}
   1296 	if (btnew2 != NULL) {
   1297 		bt_free(vm, btnew2);
   1298 	}
   1299 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1300 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1301 
   1302 	if (addrp != NULL)
   1303 		*addrp = btnew->bt_start;
   1304 	return 0;
   1305 }
   1306 
   1307 /*
   1308  * vmem_free:
   1309  *
   1310  * => caller must ensure appropriate spl,
   1311  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1312  */
   1313 
   1314 void
   1315 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1316 {
   1317 
   1318 	KASSERT(size > 0);
   1319 
   1320 #if defined(QCACHE)
   1321 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1322 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1323 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1324 
   1325 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1326 		return;
   1327 	}
   1328 #endif /* defined(QCACHE) */
   1329 
   1330 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1331 }
   1332 
   1333 void
   1334 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1335 {
   1336 	bt_t *bt;
   1337 	bt_t *t;
   1338 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1339 
   1340 	LIST_INIT(&tofree);
   1341 
   1342 	KASSERT(size > 0);
   1343 
   1344 	VMEM_LOCK(vm);
   1345 
   1346 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1347 	KASSERT(bt != NULL);
   1348 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1349 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1350 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1351 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1352 	bt_rembusy(vm, bt);
   1353 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1354 
   1355 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
   1356 
   1357 	/* coalesce */
   1358 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1359 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1360 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1361 		bt_remfree(vm, t);
   1362 		bt_remseg(vm, t);
   1363 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1364 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1365 	}
   1366 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1367 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1368 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1369 		bt_remfree(vm, t);
   1370 		bt_remseg(vm, t);
   1371 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1372 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1373 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1374 	}
   1375 
   1376 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1377 	KASSERT(t != NULL);
   1378 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1379 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1380 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1381 		vmem_addr_t spanaddr;
   1382 		vmem_size_t spansize;
   1383 
   1384 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1385 		spanaddr = bt->bt_start;
   1386 		spansize = bt->bt_size;
   1387 		bt_remseg(vm, bt);
   1388 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1389 		bt_remseg(vm, t);
   1390 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1391 		vm->vm_size -= spansize;
   1392 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1393 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1394 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1395 	} else {
   1396 		bt_insfree(vm, bt);
   1397 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1398 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1399 	}
   1400 
   1401 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1402 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1403 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1404 		bt_free(vm, t);
   1405 	}
   1406 }
   1407 
   1408 /*
   1409  * vmem_add:
   1410  *
   1411  * => caller must ensure appropriate spl,
   1412  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1413  */
   1414 
   1415 int
   1416 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1417 {
   1418 
   1419 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1420 }
   1421 
   1422 /*
   1423  * vmem_size: information about arenas size
   1424  *
   1425  * => return free/allocated size in arena
   1426  */
   1427 vmem_size_t
   1428 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1429 {
   1430 
   1431 	switch (typemask) {
   1432 	case VMEM_ALLOC:
   1433 		return vm->vm_inuse;
   1434 	case VMEM_FREE:
   1435 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1436 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1437 		return vm->vm_size;
   1438 	default:
   1439 		panic("vmem_size");
   1440 	}
   1441 }
   1442 
   1443 /* ---- rehash */
   1444 
   1445 #if defined(_KERNEL)
   1446 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1447 static int vmem_rehash_interval;
   1448 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1449 static struct work vmem_rehash_wk;
   1450 
   1451 static void
   1452 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1453 {
   1454 	vmem_t *vm;
   1455 
   1456 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1457 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1458 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1459 		size_t desired;
   1460 		size_t current;
   1461 
   1462 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1463 			continue;
   1464 		}
   1465 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1466 		current = vm->vm_hashsize;
   1467 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1468 
   1469 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1470 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1471 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1472 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1473 		}
   1474 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1475 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1476 		}
   1477 	}
   1478 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1479 
   1480 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1481 }
   1482 
   1483 static void
   1484 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1485 {
   1486 
   1487 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1488 }
   1489 
   1490 void
   1491 vmem_rehash_start(void)
   1492 {
   1493 	int error;
   1494 
   1495 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1496 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1497 	if (error) {
   1498 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1499 	}
   1500 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1501 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1502 
   1503 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1504 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1505 }
   1506 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1507 
   1508 /* ---- debug */
   1509 
   1510 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1511 
   1512 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...));
   1513 
   1514 static const char *
   1515 bt_type_string(int type)
   1516 {
   1517 	static const char * const table[] = {
   1518 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1519 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1520 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1521 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1522 	};
   1523 
   1524 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1525 		return "BOGUS";
   1526 	}
   1527 	return table[type];
   1528 }
   1529 
   1530 static void
   1531 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1532 {
   1533 
   1534 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1535 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1536 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1537 }
   1538 
   1539 static void
   1540 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...))
   1541 {
   1542 	const bt_t *bt;
   1543 	int i;
   1544 
   1545 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1546 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1547 		bt_dump(bt, pr);
   1548 	}
   1549 
   1550 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1551 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1552 
   1553 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1554 			continue;
   1555 		}
   1556 
   1557 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1558 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1559 			bt_dump(bt, pr);
   1560 		}
   1561 	}
   1562 }
   1563 
   1564 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1565 
   1566 #if defined(DDB)
   1567 static bt_t *
   1568 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1569 {
   1570 	bt_t *bt;
   1571 
   1572 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1573 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1574 			continue;
   1575 		}
   1576 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1577 			return bt;
   1578 		}
   1579 	}
   1580 
   1581 	return NULL;
   1582 }
   1583 
   1584 void
   1585 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1586 {
   1587 	vmem_t *vm;
   1588 
   1589 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1590 		bt_t *bt;
   1591 
   1592 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1593 		if (bt == NULL) {
   1594 			continue;
   1595 		}
   1596 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1597 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1598 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1599 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1600 	}
   1601 }
   1602 
   1603 void
   1604 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1605 {
   1606 	const vmem_t *vm;
   1607 
   1608 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1609 		vmem_dump(vm, pr);
   1610 	}
   1611 }
   1612 
   1613 void
   1614 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1615 {
   1616 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1617 
   1618 	vmem_dump(vm, pr);
   1619 }
   1620 #endif /* defined(DDB) */
   1621 
   1622 #if defined(_KERNEL)
   1623 #define vmem_printf printf
   1624 #else
   1625 #include <stdio.h>
   1626 #include <stdarg.h>
   1627 
   1628 static void
   1629 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1630 {
   1631 	va_list ap;
   1632 	va_start(ap, fmt);
   1633 	vprintf(fmt, ap);
   1634 	va_end(ap);
   1635 }
   1636 #endif
   1637 
   1638 #if defined(VMEM_SANITY)
   1639 
   1640 static bool
   1641 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1642 {
   1643 	const bt_t *bt, *bt2;
   1644 
   1645 	KASSERT(vm != NULL);
   1646 
   1647 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1648 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1649 			printf("corrupted tag\n");
   1650 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1651 			return false;
   1652 		}
   1653 	}
   1654 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1655 		CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1656 			if (bt == bt2) {
   1657 				continue;
   1658 			}
   1659 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1660 				continue;
   1661 			}
   1662 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1663 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1664 				printf("overwrapped tags\n");
   1665 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1666 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1667 				return false;
   1668 			}
   1669 		}
   1670 	}
   1671 
   1672 	return true;
   1673 }
   1674 
   1675 static void
   1676 vmem_check(vmem_t *vm)
   1677 {
   1678 
   1679 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1680 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1681 	}
   1682 }
   1683 
   1684 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1685 
   1686 #if defined(UNITTEST)
   1687 int
   1688 main(void)
   1689 {
   1690 	int rc;
   1691 	vmem_t *vm;
   1692 	vmem_addr_t p;
   1693 	struct reg {
   1694 		vmem_addr_t p;
   1695 		vmem_size_t sz;
   1696 		bool x;
   1697 	} *reg = NULL;
   1698 	int nreg = 0;
   1699 	int nalloc = 0;
   1700 	int nfree = 0;
   1701 	vmem_size_t total = 0;
   1702 #if 1
   1703 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1704 #else
   1705 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1706 #endif
   1707 
   1708 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1709 #ifdef _KERNEL
   1710 	    IPL_NONE
   1711 #else
   1712 	    0
   1713 #endif
   1714 	    );
   1715 	if (vm == NULL) {
   1716 		printf("vmem_create\n");
   1717 		exit(EXIT_FAILURE);
   1718 	}
   1719 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1720 
   1721 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1722 	assert(rc == 0);
   1723 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1724 	assert(rc == 0);
   1725 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1726 	assert(rc == 0);
   1727 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1728 	assert(rc == 0);
   1729 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1730 	assert(rc == 0);
   1731 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1732 	assert(rc == 0);
   1733 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1734 	assert(rc == 0);
   1735 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1736 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1737 	assert(rc != 0);
   1738 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1739 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1740 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1741 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1742 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1743 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1744 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1745 	assert(rc != 0);
   1746 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1747 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1748 	assert(rc != 0);
   1749 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1750 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1751 	assert(rc == 0);
   1752 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1753 	for (;;) {
   1754 		struct reg *r;
   1755 		int t = rand() % 100;
   1756 
   1757 		if (t > 45) {
   1758 			/* alloc */
   1759 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1760 			bool x;
   1761 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1762 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1763 
   1764 			if (t > 70) {
   1765 				x = true;
   1766 				/* XXX */
   1767 				align = 1 << (rand() % 15);
   1768 				phase = rand() % 65536;
   1769 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1770 				if (align <= phase) {
   1771 					phase = 0;
   1772 				}
   1773 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1774 				    nocross)) {
   1775 					nocross = 0;
   1776 				}
   1777 				do {
   1778 					minaddr = rand() % 50000;
   1779 					maxaddr = rand() % 70000;
   1780 				} while (minaddr > maxaddr);
   1781 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1782 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1783 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1784 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1785 				    (uint64_t)sz,
   1786 				    (uint64_t)align,
   1787 				    (uint64_t)phase,
   1788 				    (uint64_t)nocross,
   1789 				    (uint64_t)minaddr,
   1790 				    (uint64_t)maxaddr);
   1791 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1792 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1793 			} else {
   1794 				x = false;
   1795 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1796 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1797 			}
   1798 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1799 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1800 			if (rc != 0) {
   1801 				if (x) {
   1802 					continue;
   1803 				}
   1804 				break;
   1805 			}
   1806 			nreg++;
   1807 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1808 			r = &reg[nreg - 1];
   1809 			r->p = p;
   1810 			r->sz = sz;
   1811 			r->x = x;
   1812 			total += sz;
   1813 			nalloc++;
   1814 		} else if (nreg != 0) {
   1815 			/* free */
   1816 			r = &reg[rand() % nreg];
   1817 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1818 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1819 			if (r->x) {
   1820 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1821 			} else {
   1822 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1823 			}
   1824 			total -= r->sz;
   1825 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1826 			*r = reg[nreg - 1];
   1827 			nreg--;
   1828 			nfree++;
   1829 		}
   1830 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1831 	}
   1832 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1833 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1834 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1835 }
   1836 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1837