Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.73
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.73 2012/03/04 14:28:49 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 1.73 2012/03/04 14:28:49 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 /* 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_btag_lock;
    267 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    268 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    269 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    270 
    271 /* ---- boundary tag */
    272 
    273 #define	BT_PER_PAGE	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    274 
    275 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    276 
    277 static int
    278 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    279 {
    280 	vmem_addr_t va;
    281 	bt_t *btp;
    282 	bt_t *bt;
    283 	int i;
    284 
    285 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    286 	if (vmem_btag_freelist_count > (BT_MINRESERVE * 16)) {
    287 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    288 		return 0;
    289 	}
    290 
    291 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    292 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    293 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    294 		return ENOMEM;
    295 	}
    296 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    297 
    298 	btp = (void *) va;
    299 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    300 		bt = btp;
    301 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    302 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    303 		    bt_freelist);
    304 		vmem_btag_freelist_count++;
    305 		vmem_btag_count++;
    306 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    307 		btp++;
    308 	}
    309 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    310 
    311 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    312 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    313 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    314 
    315 	return 0;
    316 }
    317 
    318 static int
    319 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    320 {
    321 	bt_t *bt;
    322 
    323 	bt_refillglobal(flags);
    324 
    325 	VMEM_LOCK(vm);
    326 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    327 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    328 	    vm->vm_nfreetags < (BT_MINRESERVE * 2)) {
    329 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    330 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    331 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    332 		vm->vm_nfreetags++;
    333 		vmem_btag_freelist_count--;
    334 	}
    335 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    336 
    337 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    338 		VMEM_UNLOCK(vm);
    339 		return ENOMEM;
    340 	}
    341 	VMEM_UNLOCK(vm);
    342 
    343 	return 0;
    344 }
    345 
    346 static inline bt_t *
    347 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    348 {
    349 	bt_t *bt;
    350 again:
    351 	VMEM_LOCK(vm);
    352 	if (vm->vm_nfreetags < BT_MINRESERVE &&
    353 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    354 		VMEM_UNLOCK(vm);
    355 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    356 			return NULL;
    357 		}
    358 		goto again;
    359 	}
    360 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    361 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    362 	vm->vm_nfreetags--;
    363 	VMEM_UNLOCK(vm);
    364 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    365 
    366 	return bt;
    367 }
    368 
    369 static inline void
    370 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    371 {
    372 
    373 	VMEM_LOCK(vm);
    374 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    375 	vm->vm_nfreetags++;
    376 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    377 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    378 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    379 		vm->vm_nfreetags--;
    380 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    381 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    382 		vmem_btag_freelist_count++;
    383 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    384 	}
    385 	VMEM_UNLOCK(vm);
    386 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    387 }
    388 
    389 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    390 
    391 /*
    392  * freelist[0] ... [1, 1]
    393  * freelist[1] ... [2, 3]
    394  * freelist[2] ... [4, 7]
    395  * freelist[3] ... [8, 15]
    396  *  :
    397  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    398  *  :
    399  */
    400 
    401 static struct vmem_freelist *
    402 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    403 {
    404 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    405 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    406 
    407 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    408 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    409 	KASSERT(idx >= 0);
    410 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    411 
    412 	return &vm->vm_freelist[idx];
    413 }
    414 
    415 /*
    416  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    417  * strategy.
    418  *
    419  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    420  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    421  * large enough for the requested size.
    422  */
    423 
    424 static struct vmem_freelist *
    425 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    426 {
    427 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    428 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    429 
    430 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    431 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    432 
    433 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    434 		idx++;
    435 		/* check too large request? */
    436 	}
    437 	KASSERT(idx >= 0);
    438 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    439 
    440 	return &vm->vm_freelist[idx];
    441 }
    442 
    443 /* ---- boundary tag hash */
    444 
    445 static struct vmem_hashlist *
    446 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    447 {
    448 	struct vmem_hashlist *list;
    449 	unsigned int hash;
    450 
    451 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    452 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    453 
    454 	return list;
    455 }
    456 
    457 static bt_t *
    458 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    459 {
    460 	struct vmem_hashlist *list;
    461 	bt_t *bt;
    462 
    463 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    464 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    465 		if (bt->bt_start == addr) {
    466 			break;
    467 		}
    468 	}
    469 
    470 	return bt;
    471 }
    472 
    473 static void
    474 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    475 {
    476 
    477 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    478 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    479 	vm->vm_nbusytag--;
    480 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    481 }
    482 
    483 static void
    484 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    485 {
    486 	struct vmem_hashlist *list;
    487 
    488 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    489 
    490 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    491 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    492 	vm->vm_nbusytag++;
    493 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    494 }
    495 
    496 /* ---- boundary tag list */
    497 
    498 static void
    499 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    500 {
    501 
    502 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    503 }
    504 
    505 static void
    506 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    507 {
    508 
    509 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    510 }
    511 
    512 static void
    513 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    514 {
    515 
    516 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    517 }
    518 
    519 static void
    520 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    521 {
    522 
    523 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    524 
    525 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    526 }
    527 
    528 static void
    529 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    530 {
    531 	struct vmem_freelist *list;
    532 
    533 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    534 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    535 }
    536 
    537 /* ---- vmem internal functions */
    538 
    539 #if defined(QCACHE)
    540 static inline vm_flag_t
    541 prf_to_vmf(int prflags)
    542 {
    543 	vm_flag_t vmflags;
    544 
    545 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    546 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    547 		vmflags = VM_SLEEP;
    548 	} else {
    549 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    550 	}
    551 	return vmflags;
    552 }
    553 
    554 static inline int
    555 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    556 {
    557 	int prflags;
    558 
    559 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    560 		prflags = PR_WAITOK;
    561 	} else {
    562 		prflags = PR_NOWAIT;
    563 	}
    564 	return prflags;
    565 }
    566 
    567 static size_t
    568 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    569 {
    570 	int i;
    571 
    572 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    573 		/* nothing */
    574 	}
    575 	return ORDER2SIZE(i);
    576 }
    577 
    578 static void *
    579 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    580 {
    581 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    582 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    583 	vmem_addr_t addr;
    584 
    585 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    586 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    587 		return NULL;
    588 	return (void *)addr;
    589 }
    590 
    591 static void
    592 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    593 {
    594 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    595 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    596 
    597 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    598 }
    599 
    600 static void
    601 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    602 {
    603 	qcache_t *prevqc;
    604 	struct pool_allocator *pa;
    605 	int qcache_idx_max;
    606 	int i;
    607 
    608 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    609 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    610 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    611 	}
    612 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    613 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    614 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    615 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    616 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    617 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    618 
    619 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    620 	prevqc = NULL;
    621 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    622 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    623 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    624 		pool_cache_t pc;
    625 
    626 		qc->qc_vmem = vm;
    627 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    628 		    vm->vm_name, size);
    629 
    630 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    631 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    632 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    633 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    634 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    635 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    636 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    637 		} else {
    638 			pc = pool_cache_init(size,
    639 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    640 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    641 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    642 		}
    643 		qc->qc_cache = pc;
    644 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    645 		if (prevqc != NULL &&
    646 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    647 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    648 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    649 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    650 				//static_qc_pool_count++;
    651 			} else {
    652 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    653 			}
    654 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    655 			continue;
    656 		}
    657 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    658 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    659 		prevqc = qc;
    660 	}
    661 }
    662 
    663 static void
    664 qc_destroy(vmem_t *vm)
    665 {
    666 	const qcache_t *prevqc;
    667 	int i;
    668 	int qcache_idx_max;
    669 
    670 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    671 	prevqc = NULL;
    672 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    673 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    674 
    675 		if (prevqc == qc) {
    676 			continue;
    677 		}
    678 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    679 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    680 		} else {
    681 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    682 		}
    683 		prevqc = qc;
    684 	}
    685 }
    686 #endif
    687 
    688 #if defined(_KERNEL)
    689 void
    690 vmem_bootstrap(void)
    691 {
    692 
    693 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    694 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    695 
    696 	while (static_bt_count-- > 0) {
    697 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    698 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    699 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    700 		vmem_btag_freelist_count++;
    701 	}
    702 }
    703 
    704 void
    705 vmem_init(vmem_t *vm)
    706 {
    707 
    708 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    709 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    710 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    711 	    IPL_VM);
    712 
    713 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    714 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    715 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    716 }
    717 #endif /* defined(_KERNEL) */
    718 
    719 static int
    720 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    721     int spanbttype)
    722 {
    723 	bt_t *btspan;
    724 	bt_t *btfree;
    725 
    726 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    727 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    728 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    729 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    730 
    731 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    732 	if (btspan == NULL) {
    733 		return ENOMEM;
    734 	}
    735 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    736 	if (btfree == NULL) {
    737 		bt_free(vm, btspan);
    738 		return ENOMEM;
    739 	}
    740 
    741 	btspan->bt_type = spanbttype;
    742 	btspan->bt_start = addr;
    743 	btspan->bt_size = size;
    744 
    745 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    746 	btfree->bt_start = addr;
    747 	btfree->bt_size = size;
    748 
    749 	VMEM_LOCK(vm);
    750 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    751 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    752 	bt_insfree(vm, btfree);
    753 	vm->vm_size += size;
    754 	VMEM_UNLOCK(vm);
    755 
    756 	return 0;
    757 }
    758 
    759 static void
    760 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    761 {
    762 
    763 #if defined(QCACHE)
    764 	qc_destroy(vm);
    765 #endif /* defined(QCACHE) */
    766 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    767 		int i;
    768 
    769 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    770 			bt_t *bt;
    771 
    772 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    773 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    774 				bt_free(vm, bt);
    775 			}
    776 		}
    777 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    778 			xfree(vm->vm_hashlist,
    779 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    780 		}
    781 	}
    782 
    783 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    784 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    785 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    786 		vm->vm_nfreetags--;
    787 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    788 #if defined (_KERNEL)
    789 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    790 		vmem_btag_freelist_count++;
    791 #endif /* defined(_KERNEL) */
    792 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    793 	}
    794 
    795 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    796 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    797 }
    798 
    799 static int
    800 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    801 {
    802 	vmem_addr_t addr;
    803 	int rc;
    804 
    805 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    806 		return EINVAL;
    807 	}
    808 
    809 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    810 		size *= 8;
    811 	}
    812 
    813 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    814 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    815 		    &size, flags, &addr);
    816 	} else {
    817 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    818 	}
    819 	if (rc) {
    820 		return ENOMEM;
    821 	}
    822 
    823 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    824 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    825 		return ENOMEM;
    826 	}
    827 
    828 	return 0;
    829 }
    830 
    831 static int
    832 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    833 {
    834 	bt_t *bt;
    835 	int i;
    836 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    837 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    838 	size_t oldhashsize;
    839 
    840 	KASSERT(newhashsize > 0);
    841 
    842 	newhashlist =
    843 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    844 	if (newhashlist == NULL) {
    845 		return ENOMEM;
    846 	}
    847 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    848 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    849 	}
    850 
    851 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    852 		xfree(newhashlist,
    853 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    854 		return EBUSY;
    855 	}
    856 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    857 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    858 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    859 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    860 	if (oldhashlist == NULL) {
    861 		VMEM_UNLOCK(vm);
    862 		return 0;
    863 	}
    864 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    865 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    866 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    867 			bt_insbusy(vm, bt);
    868 		}
    869 	}
    870 	VMEM_UNLOCK(vm);
    871 
    872 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    873 		xfree(oldhashlist,
    874 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    875 	}
    876 
    877 	return 0;
    878 }
    879 
    880 /*
    881  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    882  *
    883  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    884  * before calling us.
    885  */
    886 
    887 static int
    888 vmem_fit(const bt_t const *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    889     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    890     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    891 {
    892 	vmem_addr_t start;
    893 	vmem_addr_t end;
    894 
    895 	KASSERT(size > 0);
    896 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    897 
    898 	/*
    899 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    900 	 * unsigned integer of the same size.
    901 	 */
    902 
    903 	start = bt->bt_start;
    904 	if (start < minaddr) {
    905 		start = minaddr;
    906 	}
    907 	end = BT_END(bt);
    908 	if (end > maxaddr) {
    909 		end = maxaddr;
    910 	}
    911 	if (start > end) {
    912 		return ENOMEM;
    913 	}
    914 
    915 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    916 	if (start < bt->bt_start) {
    917 		start += align;
    918 	}
    919 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    920 		KASSERT(align < nocross);
    921 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    922 	}
    923 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    924 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    925 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    926 		KASSERT(minaddr <= start);
    927 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    928 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    929 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    930 		*addrp = start;
    931 		return 0;
    932 	}
    933 	return ENOMEM;
    934 }
    935 
    936 
    937 /*
    938  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    939  */
    940 
    941 static vmem_t *
    942 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    943     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    944     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    945 {
    946 	vmem_t *vm = NULL;
    947 	int i;
    948 
    949 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    950 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    951 	KASSERT(quantum > 0);
    952 
    953 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    954 #if defined(_KERNEL)
    955 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    956 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    957 #endif /* defined(_KERNEL) */
    958 	} else {
    959 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    960 	}
    961 	if (vm == NULL) {
    962 		return NULL;
    963 	}
    964 
    965 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    966 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    967 	vm->vm_flags = flags;
    968 	vm->vm_nfreetags = 0;
    969 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    970 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    971 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    972 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    973 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    974 	vm->vm_importfn = importfn;
    975 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    976 	vm->vm_arg = arg;
    977 	vm->vm_nbusytag = 0;
    978 	vm->vm_size = 0;
    979 	vm->vm_inuse = 0;
    980 #if defined(QCACHE)
    981 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    982 #endif /* defined(QCACHE) */
    983 
    984 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    985 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    986 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    987 	}
    988 	vm->vm_hashlist = NULL;
    989 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    990 		vm->vm_hashsize = 1;
    991 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    992 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    993 		vmem_destroy1(vm);
    994 		return NULL;
    995 	}
    996 
    997 	if (size != 0) {
    998 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    999 			vmem_destroy1(vm);
   1000 			return NULL;
   1001 		}
   1002 	}
   1003 
   1004 #if defined(_KERNEL)
   1005 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1006 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1007 	}
   1008 
   1009 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1010 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1011 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1012 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1013 
   1014 	return vm;
   1015 }
   1016 
   1017 
   1018 /* ---- vmem API */
   1019 
   1020 /*
   1021  * vmem_create: create an arena.
   1022  *
   1023  * => must not be called from interrupt context.
   1024  */
   1025 
   1026 vmem_t *
   1027 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1028     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1029     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1030 {
   1031 
   1032 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1033 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1034 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1035 
   1036 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1037 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1038 }
   1039 
   1040 /*
   1041  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1042  *
   1043  * => must not be called from interrupt context.
   1044  */
   1045 
   1046 vmem_t *
   1047 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1048     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1049     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1050 {
   1051 
   1052 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1053 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1054 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1055 
   1056 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1057 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1058 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1059 }
   1060 
   1061 void
   1062 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1063 {
   1064 
   1065 #if defined(_KERNEL)
   1066 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1067 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1068 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1069 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1070 
   1071 	vmem_destroy1(vm);
   1072 }
   1073 
   1074 vmem_size_t
   1075 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1076 {
   1077 
   1078 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1079 }
   1080 
   1081 /*
   1082  * vmem_alloc:
   1083  *
   1084  * => caller must ensure appropriate spl,
   1085  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1086  */
   1087 
   1088 int
   1089 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1090 {
   1091 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1092 
   1093 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1094 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1095 
   1096 	KASSERT(size > 0);
   1097 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1098 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1099 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1100 	}
   1101 
   1102 #if defined(QCACHE)
   1103 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1104 		void *p;
   1105 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1106 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1107 
   1108 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1109 		if (addrp != NULL)
   1110 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1111 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1112 	}
   1113 #endif /* defined(QCACHE) */
   1114 
   1115 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1116 	    flags, addrp);
   1117 }
   1118 
   1119 int
   1120 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1121     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1122     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1123     vmem_addr_t *addrp)
   1124 {
   1125 	struct vmem_freelist *list;
   1126 	struct vmem_freelist *first;
   1127 	struct vmem_freelist *end;
   1128 	bt_t *bt;
   1129 	bt_t *btnew;
   1130 	bt_t *btnew2;
   1131 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1132 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1133 	vmem_addr_t start;
   1134 	int rc;
   1135 
   1136 	KASSERT(size0 > 0);
   1137 	KASSERT(size > 0);
   1138 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1139 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1140 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1141 	}
   1142 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1143 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1144 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1145 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1146 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1147 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1148 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1149 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1150 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1151 
   1152 	if (align == 0) {
   1153 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1154 	}
   1155 
   1156 	/*
   1157 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1158 	 */
   1159 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1160 	if (btnew == NULL) {
   1161 		return ENOMEM;
   1162 	}
   1163 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1164 	if (btnew2 == NULL) {
   1165 		bt_free(vm, btnew);
   1166 		return ENOMEM;
   1167 	}
   1168 
   1169 	/*
   1170 	 * choose a free block from which we allocate.
   1171 	 */
   1172 retry_strat:
   1173 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1174 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1175 retry:
   1176 	bt = NULL;
   1177 	VMEM_LOCK(vm);
   1178 	vmem_check(vm);
   1179 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1180 		/*
   1181 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1182 		 *
   1183 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1184 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1185 		 * the given size.
   1186 		 */
   1187 		for (list = first; list < end; list++) {
   1188 			bt = LIST_FIRST(list);
   1189 			if (bt != NULL) {
   1190 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1191 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1192 				if (rc == 0) {
   1193 					goto gotit;
   1194 				}
   1195 				/*
   1196 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1197 				 * here.  the list can be very long and we are
   1198 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1199 				 * lists are larger and have better chances to
   1200 				 * satisfy our restrictions.
   1201 				 */
   1202 			}
   1203 		}
   1204 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1205 		/*
   1206 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1207 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1208 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1209 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1210 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1211 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1212 		 *
   1213 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1214 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1215 		 */
   1216 		for (list = first; list < end; list++) {
   1217 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1218 				if (bt->bt_size >= size) {
   1219 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1220 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1221 					if (rc == 0) {
   1222 						goto gotit;
   1223 					}
   1224 				}
   1225 			}
   1226 		}
   1227 	}
   1228 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1229 #if 1
   1230 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1231 		strat = VM_BESTFIT;
   1232 		goto retry_strat;
   1233 	}
   1234 #endif
   1235 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1236 
   1237 		/*
   1238 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1239 		 * satisfy restrictions?
   1240 		 */
   1241 
   1242 		goto fail;
   1243 	}
   1244 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1245 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1246 		goto retry;
   1247 	}
   1248 	/* XXX */
   1249 
   1250 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1251 #if defined(_KERNEL) && !defined(_RUMPKERNEL)
   1252 		mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
   1253 		uvm_kick_pdaemon();
   1254 		mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
   1255 #endif
   1256 		VMEM_LOCK(vm);
   1257 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1258 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1259 		goto retry;
   1260 	}
   1261 fail:
   1262 	bt_free(vm, btnew);
   1263 	bt_free(vm, btnew2);
   1264 	return ENOMEM;
   1265 
   1266 gotit:
   1267 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1268 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1269 	bt_remfree(vm, bt);
   1270 	vmem_check(vm);
   1271 	if (bt->bt_start != start) {
   1272 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1273 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1274 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1275 		bt->bt_start = start;
   1276 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1277 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1278 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1279 		btnew2 = NULL;
   1280 		vmem_check(vm);
   1281 	}
   1282 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1283 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1284 		/* split */
   1285 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1286 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1287 		btnew->bt_size = size;
   1288 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1289 		bt->bt_size -= size;
   1290 		bt_insfree(vm, bt);
   1291 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1292 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1293 		vmem_check(vm);
   1294 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1295 	} else {
   1296 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1297 		bt_insbusy(vm, bt);
   1298 		vmem_check(vm);
   1299 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1300 		bt_free(vm, btnew);
   1301 		btnew = bt;
   1302 	}
   1303 	if (btnew2 != NULL) {
   1304 		bt_free(vm, btnew2);
   1305 	}
   1306 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1307 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1308 
   1309 	if (addrp != NULL)
   1310 		*addrp = btnew->bt_start;
   1311 	return 0;
   1312 }
   1313 
   1314 /*
   1315  * vmem_free:
   1316  *
   1317  * => caller must ensure appropriate spl,
   1318  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1319  */
   1320 
   1321 void
   1322 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1323 {
   1324 
   1325 	KASSERT(size > 0);
   1326 
   1327 #if defined(QCACHE)
   1328 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1329 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1330 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1331 
   1332 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1333 		return;
   1334 	}
   1335 #endif /* defined(QCACHE) */
   1336 
   1337 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1338 }
   1339 
   1340 void
   1341 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1342 {
   1343 	bt_t *bt;
   1344 	bt_t *t;
   1345 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1346 
   1347 	LIST_INIT(&tofree);
   1348 
   1349 	KASSERT(size > 0);
   1350 
   1351 	VMEM_LOCK(vm);
   1352 
   1353 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1354 	KASSERT(bt != NULL);
   1355 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1356 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1357 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1358 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1359 	bt_rembusy(vm, bt);
   1360 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1361 
   1362 	/* coalesce */
   1363 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1364 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1365 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1366 		bt_remfree(vm, t);
   1367 		bt_remseg(vm, t);
   1368 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1369 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1370 	}
   1371 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1372 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1373 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1374 		bt_remfree(vm, t);
   1375 		bt_remseg(vm, t);
   1376 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1377 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1378 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1379 	}
   1380 
   1381 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1382 	KASSERT(t != NULL);
   1383 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1384 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1385 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1386 		vmem_addr_t spanaddr;
   1387 		vmem_size_t spansize;
   1388 
   1389 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1390 		spanaddr = bt->bt_start;
   1391 		spansize = bt->bt_size;
   1392 		bt_remseg(vm, bt);
   1393 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1394 		bt_remseg(vm, t);
   1395 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1396 		vm->vm_size -= spansize;
   1397 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1398 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1399 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1400 	} else {
   1401 		bt_insfree(vm, bt);
   1402 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1403 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1404 	}
   1405 
   1406 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1407 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1408 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1409 		bt_free(vm, t);
   1410 	}
   1411 }
   1412 
   1413 /*
   1414  * vmem_add:
   1415  *
   1416  * => caller must ensure appropriate spl,
   1417  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1418  */
   1419 
   1420 int
   1421 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1422 {
   1423 
   1424 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1425 }
   1426 
   1427 /*
   1428  * vmem_size: information about arenas size
   1429  *
   1430  * => return free/allocated size in arena
   1431  */
   1432 vmem_size_t
   1433 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1434 {
   1435 
   1436 	switch (typemask) {
   1437 	case VMEM_ALLOC:
   1438 		return vm->vm_inuse;
   1439 	case VMEM_FREE:
   1440 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1441 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1442 		return vm->vm_size;
   1443 	default:
   1444 		panic("vmem_size");
   1445 	}
   1446 }
   1447 
   1448 /* ---- rehash */
   1449 
   1450 #if defined(_KERNEL)
   1451 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1452 static int vmem_rehash_interval;
   1453 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1454 static struct work vmem_rehash_wk;
   1455 
   1456 static void
   1457 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1458 {
   1459 	vmem_t *vm;
   1460 
   1461 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1462 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1463 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1464 		size_t desired;
   1465 		size_t current;
   1466 
   1467 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1468 			continue;
   1469 		}
   1470 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1471 		current = vm->vm_hashsize;
   1472 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1473 
   1474 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1475 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1476 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1477 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1478 		}
   1479 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1480 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1481 		}
   1482 	}
   1483 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1484 
   1485 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1486 }
   1487 
   1488 static void
   1489 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1490 {
   1491 
   1492 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1493 }
   1494 
   1495 void
   1496 vmem_rehash_start(void)
   1497 {
   1498 	int error;
   1499 
   1500 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1501 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1502 	if (error) {
   1503 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1504 	}
   1505 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1506 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1507 
   1508 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1509 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1510 }
   1511 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1512 
   1513 /* ---- debug */
   1514 
   1515 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1516 
   1517 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...));
   1518 
   1519 static const char *
   1520 bt_type_string(int type)
   1521 {
   1522 	static const char * const table[] = {
   1523 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1524 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1525 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1526 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1527 	};
   1528 
   1529 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1530 		return "BOGUS";
   1531 	}
   1532 	return table[type];
   1533 }
   1534 
   1535 static void
   1536 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1537 {
   1538 
   1539 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1540 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1541 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1542 }
   1543 
   1544 static void
   1545 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...))
   1546 {
   1547 	const bt_t *bt;
   1548 	int i;
   1549 
   1550 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1551 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1552 		bt_dump(bt, pr);
   1553 	}
   1554 
   1555 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1556 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1557 
   1558 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1559 			continue;
   1560 		}
   1561 
   1562 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1563 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1564 			bt_dump(bt, pr);
   1565 		}
   1566 	}
   1567 }
   1568 
   1569 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1570 
   1571 #if defined(DDB)
   1572 static bt_t *
   1573 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1574 {
   1575 	bt_t *bt;
   1576 
   1577 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1578 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1579 			continue;
   1580 		}
   1581 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1582 			return bt;
   1583 		}
   1584 	}
   1585 
   1586 	return NULL;
   1587 }
   1588 
   1589 void
   1590 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1591 {
   1592 	vmem_t *vm;
   1593 
   1594 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1595 		bt_t *bt;
   1596 
   1597 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1598 		if (bt == NULL) {
   1599 			continue;
   1600 		}
   1601 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1602 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1603 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1604 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1605 	}
   1606 }
   1607 
   1608 void
   1609 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1610 {
   1611 	const vmem_t *vm;
   1612 
   1613 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1614 		vmem_dump(vm, pr);
   1615 	}
   1616 }
   1617 
   1618 void
   1619 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1620 {
   1621 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1622 
   1623 	vmem_dump(vm, pr);
   1624 }
   1625 #endif /* defined(DDB) */
   1626 
   1627 #if defined(_KERNEL)
   1628 #define vmem_printf printf
   1629 #else
   1630 #include <stdio.h>
   1631 #include <stdarg.h>
   1632 
   1633 static void
   1634 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1635 {
   1636 	va_list ap;
   1637 	va_start(ap, fmt);
   1638 	vprintf(fmt, ap);
   1639 	va_end(ap);
   1640 }
   1641 #endif
   1642 
   1643 #if defined(VMEM_SANITY)
   1644 
   1645 static bool
   1646 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1647 {
   1648 	const bt_t *bt, *bt2;
   1649 
   1650 	KASSERT(vm != NULL);
   1651 
   1652 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1653 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1654 			printf("corrupted tag\n");
   1655 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1656 			return false;
   1657 		}
   1658 	}
   1659 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1660 		CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1661 			if (bt == bt2) {
   1662 				continue;
   1663 			}
   1664 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1665 				continue;
   1666 			}
   1667 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1668 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1669 				printf("overwrapped tags\n");
   1670 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1671 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1672 				return false;
   1673 			}
   1674 		}
   1675 	}
   1676 
   1677 	return true;
   1678 }
   1679 
   1680 static void
   1681 vmem_check(vmem_t *vm)
   1682 {
   1683 
   1684 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1685 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1686 	}
   1687 }
   1688 
   1689 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1690 
   1691 #if defined(UNITTEST)
   1692 int
   1693 main(void)
   1694 {
   1695 	int rc;
   1696 	vmem_t *vm;
   1697 	vmem_addr_t p;
   1698 	struct reg {
   1699 		vmem_addr_t p;
   1700 		vmem_size_t sz;
   1701 		bool x;
   1702 	} *reg = NULL;
   1703 	int nreg = 0;
   1704 	int nalloc = 0;
   1705 	int nfree = 0;
   1706 	vmem_size_t total = 0;
   1707 #if 1
   1708 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1709 #else
   1710 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1711 #endif
   1712 
   1713 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1714 #ifdef _KERNEL
   1715 	    IPL_NONE
   1716 #else
   1717 	    0
   1718 #endif
   1719 	    );
   1720 	if (vm == NULL) {
   1721 		printf("vmem_create\n");
   1722 		exit(EXIT_FAILURE);
   1723 	}
   1724 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1725 
   1726 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1727 	assert(rc == 0);
   1728 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1729 	assert(rc == 0);
   1730 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1731 	assert(rc == 0);
   1732 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1733 	assert(rc == 0);
   1734 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1735 	assert(rc == 0);
   1736 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1737 	assert(rc == 0);
   1738 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1739 	assert(rc == 0);
   1740 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1741 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1742 	assert(rc != 0);
   1743 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1744 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1745 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1746 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1747 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1748 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1749 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1750 	assert(rc != 0);
   1751 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1752 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1753 	assert(rc != 0);
   1754 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1755 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1756 	assert(rc == 0);
   1757 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1758 	for (;;) {
   1759 		struct reg *r;
   1760 		int t = rand() % 100;
   1761 
   1762 		if (t > 45) {
   1763 			/* alloc */
   1764 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1765 			bool x;
   1766 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1767 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1768 
   1769 			if (t > 70) {
   1770 				x = true;
   1771 				/* XXX */
   1772 				align = 1 << (rand() % 15);
   1773 				phase = rand() % 65536;
   1774 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1775 				if (align <= phase) {
   1776 					phase = 0;
   1777 				}
   1778 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1779 				    nocross)) {
   1780 					nocross = 0;
   1781 				}
   1782 				do {
   1783 					minaddr = rand() % 50000;
   1784 					maxaddr = rand() % 70000;
   1785 				} while (minaddr > maxaddr);
   1786 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1787 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1788 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1789 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1790 				    (uint64_t)sz,
   1791 				    (uint64_t)align,
   1792 				    (uint64_t)phase,
   1793 				    (uint64_t)nocross,
   1794 				    (uint64_t)minaddr,
   1795 				    (uint64_t)maxaddr);
   1796 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1797 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1798 			} else {
   1799 				x = false;
   1800 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1801 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1802 			}
   1803 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1804 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1805 			if (rc != 0) {
   1806 				if (x) {
   1807 					continue;
   1808 				}
   1809 				break;
   1810 			}
   1811 			nreg++;
   1812 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1813 			r = &reg[nreg - 1];
   1814 			r->p = p;
   1815 			r->sz = sz;
   1816 			r->x = x;
   1817 			total += sz;
   1818 			nalloc++;
   1819 		} else if (nreg != 0) {
   1820 			/* free */
   1821 			r = &reg[rand() % nreg];
   1822 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1823 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1824 			if (r->x) {
   1825 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1826 			} else {
   1827 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1828 			}
   1829 			total -= r->sz;
   1830 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1831 			*r = reg[nreg - 1];
   1832 			nreg--;
   1833 			nfree++;
   1834 		}
   1835 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1836 	}
   1837 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1838 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1839 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1840 }
   1841 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1842