Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.72.2.1.4.1
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.72.2.1.4.1 2013/02/08 20:22:18 riz 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 1.72.2.1.4.1 2013/02/08 20:22:18 riz 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 /* must be equal or greater then qcache multiplier for kmem_va_arena */
    252 #define STATIC_QC_POOL_COUNT 8
    253 
    254 static struct vmem static_vmems[STATIC_VMEM_COUNT];
    255 static int static_vmem_count = STATIC_VMEM_COUNT;
    256 
    257 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    258 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    259 
    260 static struct pool_cache static_qc_pools[STATIC_QC_POOL_COUNT];
    261 static int static_qc_pool_count = STATIC_QC_POOL_COUNT;
    262 
    263 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    264 vmem_t *kmem_meta_arena;
    265 
    266 static kmutex_t vmem_refill_lock;
    267 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    268 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    269 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    270 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    271 
    272 /* ---- boundary tag */
    273 
    274 #define	BT_PER_PAGE	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    275 
    276 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    277 
    278 static int
    279 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    280 {
    281 	vmem_addr_t va;
    282 	bt_t *btp;
    283 	bt_t *bt;
    284 	int i;
    285 
    286 	mutex_enter(&vmem_refill_lock);
    287 
    288 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    289 	if (vmem_btag_freelist_count > (BT_MINRESERVE * 16)) {
    290 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    291 		mutex_exit(&vmem_refill_lock);
    292 		return 0;
    293 	}
    294 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    295 
    296 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    297 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    298 		mutex_exit(&vmem_refill_lock);
    299 		return ENOMEM;
    300 	}
    301 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    302 
    303 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    304 	btp = (void *) va;
    305 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    306 		bt = btp;
    307 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    308 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    309 		    bt_freelist);
    310 		vmem_btag_freelist_count++;
    311 		vmem_btag_count++;
    312 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    313 		btp++;
    314 	}
    315 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    316 
    317 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    318 	    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    319 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    320 	    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    321 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    322 	    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    323 
    324 	mutex_exit(&vmem_refill_lock);
    325 
    326 	return 0;
    327 }
    328 
    329 static int
    330 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    331 {
    332 	bt_t *bt;
    333 
    334 	if (!(flags & VM_POPULATING)) {
    335 		bt_refillglobal(flags);
    336 	}
    337 
    338 	VMEM_LOCK(vm);
    339 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    340 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    341 	    vm->vm_nfreetags < (BT_MINRESERVE * 2)) {
    342 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    343 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    344 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    345 		vm->vm_nfreetags++;
    346 		vmem_btag_freelist_count--;
    347 	}
    348 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    349 
    350 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    351 		VMEM_UNLOCK(vm);
    352 		return ENOMEM;
    353 	}
    354 	VMEM_UNLOCK(vm);
    355 
    356 	return 0;
    357 }
    358 
    359 static inline bt_t *
    360 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    361 {
    362 	bt_t *bt;
    363 again:
    364 	VMEM_LOCK(vm);
    365 	if (vm->vm_nfreetags < BT_MINRESERVE &&
    366 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    367 		VMEM_UNLOCK(vm);
    368 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    369 			return NULL;
    370 		}
    371 		goto again;
    372 	}
    373 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    374 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    375 	vm->vm_nfreetags--;
    376 	VMEM_UNLOCK(vm);
    377 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    378 
    379 	return bt;
    380 }
    381 
    382 static inline void
    383 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    384 {
    385 
    386 	VMEM_LOCK(vm);
    387 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    388 	vm->vm_nfreetags++;
    389 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    390 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    391 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    392 		vm->vm_nfreetags--;
    393 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    394 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    395 		vmem_btag_freelist_count++;
    396 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    397 	}
    398 	VMEM_UNLOCK(vm);
    399 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    400 }
    401 
    402 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    403 
    404 /*
    405  * freelist[0] ... [1, 1]
    406  * freelist[1] ... [2, 3]
    407  * freelist[2] ... [4, 7]
    408  * freelist[3] ... [8, 15]
    409  *  :
    410  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    411  *  :
    412  */
    413 
    414 static struct vmem_freelist *
    415 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    416 {
    417 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    418 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    419 
    420 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    421 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    422 	KASSERT(idx >= 0);
    423 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    424 
    425 	return &vm->vm_freelist[idx];
    426 }
    427 
    428 /*
    429  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    430  * strategy.
    431  *
    432  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    433  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    434  * large enough for the requested size.
    435  */
    436 
    437 static struct vmem_freelist *
    438 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    439 {
    440 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    441 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    442 
    443 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    444 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    445 
    446 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    447 		idx++;
    448 		/* check too large request? */
    449 	}
    450 	KASSERT(idx >= 0);
    451 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    452 
    453 	return &vm->vm_freelist[idx];
    454 }
    455 
    456 /* ---- boundary tag hash */
    457 
    458 static struct vmem_hashlist *
    459 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    460 {
    461 	struct vmem_hashlist *list;
    462 	unsigned int hash;
    463 
    464 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    465 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    466 
    467 	return list;
    468 }
    469 
    470 static bt_t *
    471 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    472 {
    473 	struct vmem_hashlist *list;
    474 	bt_t *bt;
    475 
    476 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    477 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    478 		if (bt->bt_start == addr) {
    479 			break;
    480 		}
    481 	}
    482 
    483 	return bt;
    484 }
    485 
    486 static void
    487 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    488 {
    489 
    490 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    491 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    492 	vm->vm_nbusytag--;
    493 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    494 }
    495 
    496 static void
    497 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    498 {
    499 	struct vmem_hashlist *list;
    500 
    501 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    502 
    503 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    504 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    505 	vm->vm_nbusytag++;
    506 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    507 }
    508 
    509 /* ---- boundary tag list */
    510 
    511 static void
    512 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    513 {
    514 
    515 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    516 }
    517 
    518 static void
    519 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    520 {
    521 
    522 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    523 }
    524 
    525 static void
    526 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    527 {
    528 
    529 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    530 }
    531 
    532 static void
    533 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    534 {
    535 
    536 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    537 
    538 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    539 }
    540 
    541 static void
    542 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    543 {
    544 	struct vmem_freelist *list;
    545 
    546 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    547 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    548 }
    549 
    550 /* ---- vmem internal functions */
    551 
    552 #if defined(QCACHE)
    553 static inline vm_flag_t
    554 prf_to_vmf(int prflags)
    555 {
    556 	vm_flag_t vmflags;
    557 
    558 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    559 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    560 		vmflags = VM_SLEEP;
    561 	} else {
    562 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    563 	}
    564 	return vmflags;
    565 }
    566 
    567 static inline int
    568 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    569 {
    570 	int prflags;
    571 
    572 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    573 		prflags = PR_WAITOK;
    574 	} else {
    575 		prflags = PR_NOWAIT;
    576 	}
    577 	return prflags;
    578 }
    579 
    580 static size_t
    581 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    582 {
    583 	int i;
    584 
    585 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    586 		/* nothing */
    587 	}
    588 	return ORDER2SIZE(i);
    589 }
    590 
    591 static void *
    592 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    593 {
    594 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    595 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    596 	vmem_addr_t addr;
    597 
    598 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    599 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    600 		return NULL;
    601 	return (void *)addr;
    602 }
    603 
    604 static void
    605 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    606 {
    607 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    608 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    609 
    610 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    611 }
    612 
    613 static void
    614 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    615 {
    616 	qcache_t *prevqc;
    617 	struct pool_allocator *pa;
    618 	int qcache_idx_max;
    619 	int i;
    620 
    621 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    622 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    623 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    624 	}
    625 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    626 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    627 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    628 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    629 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    630 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    631 
    632 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    633 	prevqc = NULL;
    634 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    635 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    636 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    637 		pool_cache_t pc;
    638 
    639 		qc->qc_vmem = vm;
    640 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    641 		    vm->vm_name, size);
    642 
    643 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    644 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    645 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    646 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    647 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    648 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    649 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    650 		} else {
    651 			pc = pool_cache_init(size,
    652 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    653 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    654 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    655 		}
    656 		qc->qc_cache = pc;
    657 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    658 		if (prevqc != NULL &&
    659 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    660 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    661 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    662 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    663 				//static_qc_pool_count++;
    664 			} else {
    665 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    666 			}
    667 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    668 			continue;
    669 		}
    670 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    671 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    672 		prevqc = qc;
    673 	}
    674 }
    675 
    676 static void
    677 qc_destroy(vmem_t *vm)
    678 {
    679 	const qcache_t *prevqc;
    680 	int i;
    681 	int qcache_idx_max;
    682 
    683 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    684 	prevqc = NULL;
    685 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    686 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    687 
    688 		if (prevqc == qc) {
    689 			continue;
    690 		}
    691 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    692 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    693 		} else {
    694 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    695 		}
    696 		prevqc = qc;
    697 	}
    698 }
    699 #endif
    700 
    701 #if defined(_KERNEL)
    702 void
    703 vmem_bootstrap(void)
    704 {
    705 
    706 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    707 	mutex_init(&vmem_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    708 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    709 
    710 	while (static_bt_count-- > 0) {
    711 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    712 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    713 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    714 		vmem_btag_freelist_count++;
    715 	}
    716 }
    717 
    718 void
    719 vmem_init(vmem_t *vm)
    720 {
    721 
    722 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    723 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    724 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    725 	    IPL_VM);
    726 
    727 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    728 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    729 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    730 }
    731 #endif /* defined(_KERNEL) */
    732 
    733 static int
    734 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    735     int spanbttype)
    736 {
    737 	bt_t *btspan;
    738 	bt_t *btfree;
    739 
    740 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    741 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    742 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    743 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    744 
    745 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    746 	if (btspan == NULL) {
    747 		return ENOMEM;
    748 	}
    749 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    750 	if (btfree == NULL) {
    751 		bt_free(vm, btspan);
    752 		return ENOMEM;
    753 	}
    754 
    755 	btspan->bt_type = spanbttype;
    756 	btspan->bt_start = addr;
    757 	btspan->bt_size = size;
    758 
    759 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    760 	btfree->bt_start = addr;
    761 	btfree->bt_size = size;
    762 
    763 	VMEM_LOCK(vm);
    764 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    765 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    766 	bt_insfree(vm, btfree);
    767 	vm->vm_size += size;
    768 	VMEM_UNLOCK(vm);
    769 
    770 	return 0;
    771 }
    772 
    773 static void
    774 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    775 {
    776 
    777 #if defined(QCACHE)
    778 	qc_destroy(vm);
    779 #endif /* defined(QCACHE) */
    780 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    781 		int i;
    782 
    783 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    784 			bt_t *bt;
    785 
    786 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    787 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    788 				bt_free(vm, bt);
    789 			}
    790 		}
    791 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    792 			xfree(vm->vm_hashlist,
    793 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    794 		}
    795 	}
    796 
    797 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    798 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    799 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    800 		vm->vm_nfreetags--;
    801 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    802 #if defined (_KERNEL)
    803 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    804 		vmem_btag_freelist_count++;
    805 #endif /* defined(_KERNEL) */
    806 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    807 	}
    808 
    809 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    810 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    811 }
    812 
    813 static int
    814 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    815 {
    816 	vmem_addr_t addr;
    817 	int rc;
    818 
    819 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    820 		return EINVAL;
    821 	}
    822 
    823 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    824 		size *= 8;
    825 	}
    826 
    827 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    828 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    829 		    &size, flags, &addr);
    830 	} else {
    831 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    832 	}
    833 	if (rc) {
    834 		return ENOMEM;
    835 	}
    836 
    837 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    838 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    839 		return ENOMEM;
    840 	}
    841 
    842 	return 0;
    843 }
    844 
    845 static int
    846 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    847 {
    848 	bt_t *bt;
    849 	int i;
    850 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    851 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    852 	size_t oldhashsize;
    853 
    854 	KASSERT(newhashsize > 0);
    855 
    856 	newhashlist =
    857 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    858 	if (newhashlist == NULL) {
    859 		return ENOMEM;
    860 	}
    861 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    862 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    863 	}
    864 
    865 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    866 		xfree(newhashlist,
    867 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    868 		return EBUSY;
    869 	}
    870 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    871 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    872 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    873 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    874 	if (oldhashlist == NULL) {
    875 		VMEM_UNLOCK(vm);
    876 		return 0;
    877 	}
    878 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    879 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    880 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    881 			bt_insbusy(vm, bt);
    882 		}
    883 	}
    884 	VMEM_UNLOCK(vm);
    885 
    886 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    887 		xfree(oldhashlist,
    888 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    889 	}
    890 
    891 	return 0;
    892 }
    893 
    894 /*
    895  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    896  *
    897  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    898  * before calling us.
    899  */
    900 
    901 static int
    902 vmem_fit(const bt_t const *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    903     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    904     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    905 {
    906 	vmem_addr_t start;
    907 	vmem_addr_t end;
    908 
    909 	KASSERT(size > 0);
    910 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    911 
    912 	/*
    913 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    914 	 * unsigned integer of the same size.
    915 	 */
    916 
    917 	start = bt->bt_start;
    918 	if (start < minaddr) {
    919 		start = minaddr;
    920 	}
    921 	end = BT_END(bt);
    922 	if (end > maxaddr) {
    923 		end = maxaddr;
    924 	}
    925 	if (start > end) {
    926 		return ENOMEM;
    927 	}
    928 
    929 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    930 	if (start < bt->bt_start) {
    931 		start += align;
    932 	}
    933 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    934 		KASSERT(align < nocross);
    935 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    936 	}
    937 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    938 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    939 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    940 		KASSERT(minaddr <= start);
    941 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    942 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    943 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    944 		*addrp = start;
    945 		return 0;
    946 	}
    947 	return ENOMEM;
    948 }
    949 
    950 
    951 /*
    952  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    953  */
    954 
    955 static vmem_t *
    956 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    957     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    958     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    959 {
    960 	vmem_t *vm = NULL;
    961 	int i;
    962 
    963 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    964 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    965 	KASSERT(quantum > 0);
    966 
    967 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    968 #if defined(_KERNEL)
    969 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    970 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    971 #endif /* defined(_KERNEL) */
    972 	} else {
    973 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    974 	}
    975 	if (vm == NULL) {
    976 		return NULL;
    977 	}
    978 
    979 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    980 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    981 	vm->vm_flags = flags;
    982 	vm->vm_nfreetags = 0;
    983 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    984 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    985 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    986 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    987 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    988 	vm->vm_importfn = importfn;
    989 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    990 	vm->vm_arg = arg;
    991 	vm->vm_nbusytag = 0;
    992 	vm->vm_size = 0;
    993 	vm->vm_inuse = 0;
    994 #if defined(QCACHE)
    995 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    996 #endif /* defined(QCACHE) */
    997 
    998 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    999 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1000 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
   1001 	}
   1002 	vm->vm_hashlist = NULL;
   1003 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1004 		vm->vm_hashsize = 1;
   1005 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
   1006 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
   1007 		vmem_destroy1(vm);
   1008 		return NULL;
   1009 	}
   1010 
   1011 	if (size != 0) {
   1012 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
   1013 			vmem_destroy1(vm);
   1014 			return NULL;
   1015 		}
   1016 	}
   1017 
   1018 #if defined(_KERNEL)
   1019 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1020 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1021 	}
   1022 
   1023 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1024 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1025 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1026 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1027 
   1028 	return vm;
   1029 }
   1030 
   1031 
   1032 /* ---- vmem API */
   1033 
   1034 /*
   1035  * vmem_create: create an arena.
   1036  *
   1037  * => must not be called from interrupt context.
   1038  */
   1039 
   1040 vmem_t *
   1041 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1042     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1043     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1044 {
   1045 
   1046 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1047 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1048 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1049 
   1050 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1051 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1052 }
   1053 
   1054 /*
   1055  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1056  *
   1057  * => must not be called from interrupt context.
   1058  */
   1059 
   1060 vmem_t *
   1061 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1062     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1063     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1064 {
   1065 
   1066 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1067 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1068 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1069 
   1070 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1071 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1072 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1073 }
   1074 
   1075 void
   1076 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1077 {
   1078 
   1079 #if defined(_KERNEL)
   1080 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1081 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1082 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1083 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1084 
   1085 	vmem_destroy1(vm);
   1086 }
   1087 
   1088 vmem_size_t
   1089 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1090 {
   1091 
   1092 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1093 }
   1094 
   1095 /*
   1096  * vmem_alloc:
   1097  *
   1098  * => caller must ensure appropriate spl,
   1099  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1100  */
   1101 
   1102 int
   1103 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1104 {
   1105 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1106 
   1107 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1108 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1109 
   1110 	KASSERT(size > 0);
   1111 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1112 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1113 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1114 	}
   1115 
   1116 #if defined(QCACHE)
   1117 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1118 		void *p;
   1119 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1120 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1121 
   1122 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1123 		if (addrp != NULL)
   1124 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1125 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1126 	}
   1127 #endif /* defined(QCACHE) */
   1128 
   1129 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1130 	    flags, addrp);
   1131 }
   1132 
   1133 int
   1134 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1135     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1136     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1137     vmem_addr_t *addrp)
   1138 {
   1139 	struct vmem_freelist *list;
   1140 	struct vmem_freelist *first;
   1141 	struct vmem_freelist *end;
   1142 	bt_t *bt;
   1143 	bt_t *btnew;
   1144 	bt_t *btnew2;
   1145 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1146 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1147 	vmem_addr_t start;
   1148 	int rc;
   1149 
   1150 	KASSERT(size0 > 0);
   1151 	KASSERT(size > 0);
   1152 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1153 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1154 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1155 	}
   1156 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1157 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1158 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1159 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1160 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1161 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1162 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1163 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1164 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1165 
   1166 	if (align == 0) {
   1167 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1168 	}
   1169 
   1170 	/*
   1171 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1172 	 */
   1173 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1174 	if (btnew == NULL) {
   1175 		return ENOMEM;
   1176 	}
   1177 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1178 	if (btnew2 == NULL) {
   1179 		bt_free(vm, btnew);
   1180 		return ENOMEM;
   1181 	}
   1182 
   1183 	/*
   1184 	 * choose a free block from which we allocate.
   1185 	 */
   1186 retry_strat:
   1187 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1188 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1189 retry:
   1190 	bt = NULL;
   1191 	VMEM_LOCK(vm);
   1192 	vmem_check(vm);
   1193 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1194 		/*
   1195 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1196 		 *
   1197 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1198 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1199 		 * the given size.
   1200 		 */
   1201 		for (list = first; list < end; list++) {
   1202 			bt = LIST_FIRST(list);
   1203 			if (bt != NULL) {
   1204 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1205 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1206 				if (rc == 0) {
   1207 					goto gotit;
   1208 				}
   1209 				/*
   1210 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1211 				 * here.  the list can be very long and we are
   1212 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1213 				 * lists are larger and have better chances to
   1214 				 * satisfy our restrictions.
   1215 				 */
   1216 			}
   1217 		}
   1218 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1219 		/*
   1220 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1221 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1222 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1223 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1224 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1225 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1226 		 *
   1227 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1228 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1229 		 */
   1230 		for (list = first; list < end; list++) {
   1231 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1232 				if (bt->bt_size >= size) {
   1233 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1234 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1235 					if (rc == 0) {
   1236 						goto gotit;
   1237 					}
   1238 				}
   1239 			}
   1240 		}
   1241 	}
   1242 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1243 #if 1
   1244 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1245 		strat = VM_BESTFIT;
   1246 		goto retry_strat;
   1247 	}
   1248 #endif
   1249 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1250 
   1251 		/*
   1252 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1253 		 * satisfy restrictions?
   1254 		 */
   1255 
   1256 		goto fail;
   1257 	}
   1258 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1259 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1260 		goto retry;
   1261 	}
   1262 	/* XXX */
   1263 
   1264 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1265 #if defined(_KERNEL) && !defined(_RUMPKERNEL)
   1266 		mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
   1267 		uvm_kick_pdaemon();
   1268 		mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
   1269 #endif
   1270 		VMEM_LOCK(vm);
   1271 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1272 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1273 		goto retry;
   1274 	}
   1275 fail:
   1276 	bt_free(vm, btnew);
   1277 	bt_free(vm, btnew2);
   1278 	return ENOMEM;
   1279 
   1280 gotit:
   1281 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1282 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1283 	bt_remfree(vm, bt);
   1284 	vmem_check(vm);
   1285 	if (bt->bt_start != start) {
   1286 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1287 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1288 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1289 		bt->bt_start = start;
   1290 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1291 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1292 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1293 		btnew2 = NULL;
   1294 		vmem_check(vm);
   1295 	}
   1296 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1297 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1298 		/* split */
   1299 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1300 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1301 		btnew->bt_size = size;
   1302 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1303 		bt->bt_size -= size;
   1304 		bt_insfree(vm, bt);
   1305 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1306 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1307 		vmem_check(vm);
   1308 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1309 	} else {
   1310 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1311 		bt_insbusy(vm, bt);
   1312 		vmem_check(vm);
   1313 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1314 		bt_free(vm, btnew);
   1315 		btnew = bt;
   1316 	}
   1317 	if (btnew2 != NULL) {
   1318 		bt_free(vm, btnew2);
   1319 	}
   1320 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1321 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1322 
   1323 	if (addrp != NULL)
   1324 		*addrp = btnew->bt_start;
   1325 	return 0;
   1326 }
   1327 
   1328 /*
   1329  * vmem_free:
   1330  *
   1331  * => caller must ensure appropriate spl,
   1332  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1333  */
   1334 
   1335 void
   1336 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1337 {
   1338 
   1339 	KASSERT(size > 0);
   1340 
   1341 #if defined(QCACHE)
   1342 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1343 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1344 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1345 
   1346 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1347 		return;
   1348 	}
   1349 #endif /* defined(QCACHE) */
   1350 
   1351 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1352 }
   1353 
   1354 void
   1355 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1356 {
   1357 	bt_t *bt;
   1358 	bt_t *t;
   1359 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1360 
   1361 	LIST_INIT(&tofree);
   1362 
   1363 	KASSERT(size > 0);
   1364 
   1365 	VMEM_LOCK(vm);
   1366 
   1367 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1368 	KASSERT(bt != NULL);
   1369 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1370 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1371 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1372 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1373 	bt_rembusy(vm, bt);
   1374 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1375 
   1376 	/* coalesce */
   1377 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1378 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1379 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1380 		bt_remfree(vm, t);
   1381 		bt_remseg(vm, t);
   1382 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1383 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1384 	}
   1385 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1386 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1387 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1388 		bt_remfree(vm, t);
   1389 		bt_remseg(vm, t);
   1390 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1391 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1392 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1393 	}
   1394 
   1395 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1396 	KASSERT(t != NULL);
   1397 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1398 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1399 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1400 		vmem_addr_t spanaddr;
   1401 		vmem_size_t spansize;
   1402 
   1403 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1404 		spanaddr = bt->bt_start;
   1405 		spansize = bt->bt_size;
   1406 		bt_remseg(vm, bt);
   1407 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1408 		bt_remseg(vm, t);
   1409 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1410 		vm->vm_size -= spansize;
   1411 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1412 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1413 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1414 	} else {
   1415 		bt_insfree(vm, bt);
   1416 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1417 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1418 	}
   1419 
   1420 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1421 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1422 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1423 		bt_free(vm, t);
   1424 	}
   1425 }
   1426 
   1427 /*
   1428  * vmem_add:
   1429  *
   1430  * => caller must ensure appropriate spl,
   1431  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1432  */
   1433 
   1434 int
   1435 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1436 {
   1437 
   1438 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1439 }
   1440 
   1441 /*
   1442  * vmem_size: information about arenas size
   1443  *
   1444  * => return free/allocated size in arena
   1445  */
   1446 vmem_size_t
   1447 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1448 {
   1449 
   1450 	switch (typemask) {
   1451 	case VMEM_ALLOC:
   1452 		return vm->vm_inuse;
   1453 	case VMEM_FREE:
   1454 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1455 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1456 		return vm->vm_size;
   1457 	default:
   1458 		panic("vmem_size");
   1459 	}
   1460 }
   1461 
   1462 /* ---- rehash */
   1463 
   1464 #if defined(_KERNEL)
   1465 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1466 static int vmem_rehash_interval;
   1467 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1468 static struct work vmem_rehash_wk;
   1469 
   1470 static void
   1471 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1472 {
   1473 	vmem_t *vm;
   1474 
   1475 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1476 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1477 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1478 		size_t desired;
   1479 		size_t current;
   1480 
   1481 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1482 			continue;
   1483 		}
   1484 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1485 		current = vm->vm_hashsize;
   1486 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1487 
   1488 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1489 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1490 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1491 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1492 		}
   1493 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1494 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1495 		}
   1496 	}
   1497 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1498 
   1499 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1500 }
   1501 
   1502 static void
   1503 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1504 {
   1505 
   1506 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1507 }
   1508 
   1509 void
   1510 vmem_rehash_start(void)
   1511 {
   1512 	int error;
   1513 
   1514 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1515 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1516 	if (error) {
   1517 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1518 	}
   1519 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1520 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1521 
   1522 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1523 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1524 }
   1525 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1526 
   1527 /* ---- debug */
   1528 
   1529 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1530 
   1531 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...));
   1532 
   1533 static const char *
   1534 bt_type_string(int type)
   1535 {
   1536 	static const char * const table[] = {
   1537 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1538 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1539 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1540 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1541 	};
   1542 
   1543 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1544 		return "BOGUS";
   1545 	}
   1546 	return table[type];
   1547 }
   1548 
   1549 static void
   1550 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1551 {
   1552 
   1553 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1554 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1555 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1556 }
   1557 
   1558 static void
   1559 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...))
   1560 {
   1561 	const bt_t *bt;
   1562 	int i;
   1563 
   1564 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1565 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1566 		bt_dump(bt, pr);
   1567 	}
   1568 
   1569 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1570 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1571 
   1572 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1573 			continue;
   1574 		}
   1575 
   1576 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1577 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1578 			bt_dump(bt, pr);
   1579 		}
   1580 	}
   1581 }
   1582 
   1583 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1584 
   1585 #if defined(DDB)
   1586 static bt_t *
   1587 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1588 {
   1589 	bt_t *bt;
   1590 
   1591 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1592 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1593 			continue;
   1594 		}
   1595 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1596 			return bt;
   1597 		}
   1598 	}
   1599 
   1600 	return NULL;
   1601 }
   1602 
   1603 void
   1604 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1605 {
   1606 	vmem_t *vm;
   1607 
   1608 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1609 		bt_t *bt;
   1610 
   1611 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1612 		if (bt == NULL) {
   1613 			continue;
   1614 		}
   1615 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1616 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1617 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1618 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1619 	}
   1620 }
   1621 
   1622 void
   1623 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1624 {
   1625 	const vmem_t *vm;
   1626 
   1627 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1628 		vmem_dump(vm, pr);
   1629 	}
   1630 }
   1631 
   1632 void
   1633 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1634 {
   1635 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1636 
   1637 	vmem_dump(vm, pr);
   1638 }
   1639 #endif /* defined(DDB) */
   1640 
   1641 #if defined(_KERNEL)
   1642 #define vmem_printf printf
   1643 #else
   1644 #include <stdio.h>
   1645 #include <stdarg.h>
   1646 
   1647 static void
   1648 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1649 {
   1650 	va_list ap;
   1651 	va_start(ap, fmt);
   1652 	vprintf(fmt, ap);
   1653 	va_end(ap);
   1654 }
   1655 #endif
   1656 
   1657 #if defined(VMEM_SANITY)
   1658 
   1659 static bool
   1660 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1661 {
   1662 	const bt_t *bt, *bt2;
   1663 
   1664 	KASSERT(vm != NULL);
   1665 
   1666 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1667 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1668 			printf("corrupted tag\n");
   1669 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1670 			return false;
   1671 		}
   1672 	}
   1673 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1674 		CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1675 			if (bt == bt2) {
   1676 				continue;
   1677 			}
   1678 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1679 				continue;
   1680 			}
   1681 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1682 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1683 				printf("overwrapped tags\n");
   1684 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1685 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1686 				return false;
   1687 			}
   1688 		}
   1689 	}
   1690 
   1691 	return true;
   1692 }
   1693 
   1694 static void
   1695 vmem_check(vmem_t *vm)
   1696 {
   1697 
   1698 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1699 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1700 	}
   1701 }
   1702 
   1703 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1704 
   1705 #if defined(UNITTEST)
   1706 int
   1707 main(void)
   1708 {
   1709 	int rc;
   1710 	vmem_t *vm;
   1711 	vmem_addr_t p;
   1712 	struct reg {
   1713 		vmem_addr_t p;
   1714 		vmem_size_t sz;
   1715 		bool x;
   1716 	} *reg = NULL;
   1717 	int nreg = 0;
   1718 	int nalloc = 0;
   1719 	int nfree = 0;
   1720 	vmem_size_t total = 0;
   1721 #if 1
   1722 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1723 #else
   1724 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1725 #endif
   1726 
   1727 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1728 #ifdef _KERNEL
   1729 	    IPL_NONE
   1730 #else
   1731 	    0
   1732 #endif
   1733 	    );
   1734 	if (vm == NULL) {
   1735 		printf("vmem_create\n");
   1736 		exit(EXIT_FAILURE);
   1737 	}
   1738 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1739 
   1740 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1741 	assert(rc == 0);
   1742 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1743 	assert(rc == 0);
   1744 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1745 	assert(rc == 0);
   1746 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1747 	assert(rc == 0);
   1748 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1749 	assert(rc == 0);
   1750 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1751 	assert(rc == 0);
   1752 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1753 	assert(rc == 0);
   1754 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1755 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1756 	assert(rc != 0);
   1757 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1758 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1759 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1760 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1761 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1762 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1763 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1764 	assert(rc != 0);
   1765 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1766 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1767 	assert(rc != 0);
   1768 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1769 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1770 	assert(rc == 0);
   1771 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1772 	for (;;) {
   1773 		struct reg *r;
   1774 		int t = rand() % 100;
   1775 
   1776 		if (t > 45) {
   1777 			/* alloc */
   1778 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1779 			bool x;
   1780 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1781 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1782 
   1783 			if (t > 70) {
   1784 				x = true;
   1785 				/* XXX */
   1786 				align = 1 << (rand() % 15);
   1787 				phase = rand() % 65536;
   1788 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1789 				if (align <= phase) {
   1790 					phase = 0;
   1791 				}
   1792 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1793 				    nocross)) {
   1794 					nocross = 0;
   1795 				}
   1796 				do {
   1797 					minaddr = rand() % 50000;
   1798 					maxaddr = rand() % 70000;
   1799 				} while (minaddr > maxaddr);
   1800 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1801 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1802 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1803 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1804 				    (uint64_t)sz,
   1805 				    (uint64_t)align,
   1806 				    (uint64_t)phase,
   1807 				    (uint64_t)nocross,
   1808 				    (uint64_t)minaddr,
   1809 				    (uint64_t)maxaddr);
   1810 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1811 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1812 			} else {
   1813 				x = false;
   1814 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1815 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1816 			}
   1817 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1818 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1819 			if (rc != 0) {
   1820 				if (x) {
   1821 					continue;
   1822 				}
   1823 				break;
   1824 			}
   1825 			nreg++;
   1826 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1827 			r = &reg[nreg - 1];
   1828 			r->p = p;
   1829 			r->sz = sz;
   1830 			r->x = x;
   1831 			total += sz;
   1832 			nalloc++;
   1833 		} else if (nreg != 0) {
   1834 			/* free */
   1835 			r = &reg[rand() % nreg];
   1836 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1837 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1838 			if (r->x) {
   1839 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1840 			} else {
   1841 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1842 			}
   1843 			total -= r->sz;
   1844 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1845 			*r = reg[nreg - 1];
   1846 			nreg--;
   1847 			nfree++;
   1848 		}
   1849 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1850 	}
   1851 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1852 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1853 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1854 }
   1855 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1856