Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.75.2.1
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.75.2.1 2012/11/20 03:02:43 tls 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 1.75.2.1 2012/11/20 03:02:43 tls 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_intr_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    245 #define	xfree(p, sz)		kmem_intr_free(p, sz);
    246 
    247 /*
    248  * Memory for arenas initialized during bootstrap.
    249  * There is memory for STATIC_VMEM_COUNT bootstrap arenas.
    250  *
    251  * BT_RESERVE calculation:
    252  * we allocate memory for boundry tags with vmem, therefor we have
    253  * to keep a reserve of bts used to allocated memory for bts.
    254  * This reserve is 4 for each arena involved in allocating vmems memory.
    255  * BT_MAXFREE: don't cache excessive counts of bts in arenas
    256  */
    257 #define STATIC_VMEM_COUNT 4
    258 #define STATIC_BT_COUNT 200
    259 #define BT_MINRESERVE 4
    260 #define BT_MAXFREE 64
    261 /* must be equal or greater then qcache multiplier for kmem_va_arena */
    262 #define STATIC_QC_POOL_COUNT 8
    263 
    264 static struct vmem static_vmems[STATIC_VMEM_COUNT];
    265 static int static_vmem_count = STATIC_VMEM_COUNT;
    266 
    267 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    268 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    269 
    270 static struct pool_cache static_qc_pools[STATIC_QC_POOL_COUNT];
    271 static int static_qc_pool_count = STATIC_QC_POOL_COUNT;
    272 
    273 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    274 vmem_t *kmem_meta_arena;
    275 
    276 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    277 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    278 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    279 static size_t vmem_btag_count = STATIC_BT_COUNT;
    280 
    281 /* ---- boundary tag */
    282 
    283 #define	BT_PER_PAGE	(PAGE_SIZE / sizeof(bt_t))
    284 
    285 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    286 
    287 static int
    288 bt_refillglobal(vm_flag_t flags)
    289 {
    290 	vmem_addr_t va;
    291 	bt_t *btp;
    292 	bt_t *bt;
    293 	int i;
    294 
    295 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    296 	if (vmem_btag_freelist_count > 0) {
    297 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    298 		return 0;
    299 	}
    300 
    301 	if (vmem_alloc(kmem_meta_arena, PAGE_SIZE,
    302 	    (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va) != 0) {
    303 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    304 		return ENOMEM;
    305 	}
    306 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_pages);
    307 
    308 	btp = (void *) va;
    309 	for (i = 0; i < (BT_PER_PAGE); i++) {
    310 		bt = btp;
    311 		memset(bt, 0, sizeof(*bt));
    312 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt,
    313 		    bt_freelist);
    314 		vmem_btag_freelist_count++;
    315 		vmem_btag_count++;
    316 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    317 		btp++;
    318 	}
    319 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    320 
    321 	bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    322 	bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    323 	bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT);
    324 
    325 	return 0;
    326 }
    327 
    328 static int
    329 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    330 {
    331 	bt_t *bt;
    332 
    333 	bt_refillglobal(flags);
    334 
    335 	VMEM_LOCK(vm);
    336 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    337 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    338 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    339 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    340 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    341 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    342 		vm->vm_nfreetags++;
    343 		vmem_btag_freelist_count--;
    344 	}
    345 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    346 
    347 	if (vm->vm_nfreetags == 0) {
    348 		VMEM_UNLOCK(vm);
    349 		return ENOMEM;
    350 	}
    351 	VMEM_UNLOCK(vm);
    352 
    353 	return 0;
    354 }
    355 
    356 static inline bt_t *
    357 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    358 {
    359 	bt_t *bt;
    360 again:
    361 	VMEM_LOCK(vm);
    362 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE &&
    363 	    (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    364 		VMEM_UNLOCK(vm);
    365 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    366 			return NULL;
    367 		}
    368 		goto again;
    369 	}
    370 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    371 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    372 	vm->vm_nfreetags--;
    373 	VMEM_UNLOCK(vm);
    374 	VMEM_EVCNT_INCR(bt_inuse);
    375 
    376 	return bt;
    377 }
    378 
    379 static inline void
    380 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    381 {
    382 
    383 	VMEM_LOCK(vm);
    384 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    385 	vm->vm_nfreetags++;
    386 	while (vm->vm_nfreetags > BT_MAXFREE) {
    387 		bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    388 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    389 		vm->vm_nfreetags--;
    390 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    391 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    392 		vmem_btag_freelist_count++;
    393 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    394 	}
    395 	VMEM_UNLOCK(vm);
    396 	VMEM_EVCNT_DECR(bt_inuse);
    397 }
    398 
    399 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    400 
    401 /*
    402  * freelist[0] ... [1, 1]
    403  * freelist[1] ... [2, 3]
    404  * freelist[2] ... [4, 7]
    405  * freelist[3] ... [8, 15]
    406  *  :
    407  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    408  *  :
    409  */
    410 
    411 static struct vmem_freelist *
    412 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    413 {
    414 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    415 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    416 
    417 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    418 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    419 	KASSERT(idx >= 0);
    420 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    421 
    422 	return &vm->vm_freelist[idx];
    423 }
    424 
    425 /*
    426  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    427  * strategy.
    428  *
    429  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    430  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    431  * large enough for the requested size.
    432  */
    433 
    434 static struct vmem_freelist *
    435 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    436 {
    437 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    438 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    439 
    440 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    441 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    442 
    443 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    444 		idx++;
    445 		/* check too large request? */
    446 	}
    447 	KASSERT(idx >= 0);
    448 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    449 
    450 	return &vm->vm_freelist[idx];
    451 }
    452 
    453 /* ---- boundary tag hash */
    454 
    455 static struct vmem_hashlist *
    456 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    457 {
    458 	struct vmem_hashlist *list;
    459 	unsigned int hash;
    460 
    461 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    462 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    463 
    464 	return list;
    465 }
    466 
    467 static bt_t *
    468 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    469 {
    470 	struct vmem_hashlist *list;
    471 	bt_t *bt;
    472 
    473 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    474 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    475 		if (bt->bt_start == addr) {
    476 			break;
    477 		}
    478 	}
    479 
    480 	return bt;
    481 }
    482 
    483 static void
    484 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    485 {
    486 
    487 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    488 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    489 	vm->vm_nbusytag--;
    490 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    491 }
    492 
    493 static void
    494 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    495 {
    496 	struct vmem_hashlist *list;
    497 
    498 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    499 
    500 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    501 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    502 	vm->vm_nbusytag++;
    503 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    504 }
    505 
    506 /* ---- boundary tag list */
    507 
    508 static void
    509 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    510 {
    511 
    512 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    513 }
    514 
    515 static void
    516 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    517 {
    518 
    519 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    520 }
    521 
    522 static void
    523 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    524 {
    525 
    526 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    527 }
    528 
    529 static void
    530 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    531 {
    532 
    533 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    534 
    535 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    536 }
    537 
    538 static void
    539 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    540 {
    541 	struct vmem_freelist *list;
    542 
    543 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    544 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    545 }
    546 
    547 /* ---- vmem internal functions */
    548 
    549 #if defined(QCACHE)
    550 static inline vm_flag_t
    551 prf_to_vmf(int prflags)
    552 {
    553 	vm_flag_t vmflags;
    554 
    555 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    556 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    557 		vmflags = VM_SLEEP;
    558 	} else {
    559 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    560 	}
    561 	return vmflags;
    562 }
    563 
    564 static inline int
    565 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    566 {
    567 	int prflags;
    568 
    569 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    570 		prflags = PR_WAITOK;
    571 	} else {
    572 		prflags = PR_NOWAIT;
    573 	}
    574 	return prflags;
    575 }
    576 
    577 static size_t
    578 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    579 {
    580 	int i;
    581 
    582 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    583 		/* nothing */
    584 	}
    585 	return ORDER2SIZE(i);
    586 }
    587 
    588 static void *
    589 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    590 {
    591 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    592 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    593 	vmem_addr_t addr;
    594 
    595 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    596 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    597 		return NULL;
    598 	return (void *)addr;
    599 }
    600 
    601 static void
    602 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    603 {
    604 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    605 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    606 
    607 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    608 }
    609 
    610 static void
    611 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    612 {
    613 	qcache_t *prevqc;
    614 	struct pool_allocator *pa;
    615 	int qcache_idx_max;
    616 	int i;
    617 
    618 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    619 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    620 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    621 	}
    622 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    623 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    624 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    625 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    626 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    627 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    628 
    629 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    630 	prevqc = NULL;
    631 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    632 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    633 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    634 		pool_cache_t pc;
    635 
    636 		qc->qc_vmem = vm;
    637 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    638 		    vm->vm_name, size);
    639 
    640 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    641 			KASSERT(static_qc_pool_count > 0);
    642 			pc = &static_qc_pools[--static_qc_pool_count];
    643 			pool_cache_bootstrap(pc, size,
    644 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    645 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    646 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    647 		} else {
    648 			pc = pool_cache_init(size,
    649 			    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    650 			    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
    651 			    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    652 		}
    653 		qc->qc_cache = pc;
    654 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    655 		if (prevqc != NULL &&
    656 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    657 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    658 			if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    659 				pool_cache_bootstrap_destroy(pc);
    660 				//static_qc_pool_count++;
    661 			} else {
    662 				pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    663 			}
    664 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    665 			continue;
    666 		}
    667 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    668 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    669 		prevqc = qc;
    670 	}
    671 }
    672 
    673 static void
    674 qc_destroy(vmem_t *vm)
    675 {
    676 	const qcache_t *prevqc;
    677 	int i;
    678 	int qcache_idx_max;
    679 
    680 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    681 	prevqc = NULL;
    682 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    683 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    684 
    685 		if (prevqc == qc) {
    686 			continue;
    687 		}
    688 		if (vm->vm_flags & VM_BOOTSTRAP) {
    689 			pool_cache_bootstrap_destroy(qc->qc_cache);
    690 		} else {
    691 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    692 		}
    693 		prevqc = qc;
    694 	}
    695 }
    696 #endif
    697 
    698 #if defined(_KERNEL)
    699 void
    700 vmem_bootstrap(void)
    701 {
    702 
    703 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    704 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    705 
    706 	while (static_bt_count-- > 0) {
    707 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    708 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    709 		VMEM_EVCNT_INCR(bt_count);
    710 		vmem_btag_freelist_count++;
    711 	}
    712 }
    713 
    714 void
    715 vmem_init(vmem_t *vm)
    716 {
    717 
    718 	kmem_va_meta_arena = vmem_create("vmem-va", 0, 0, PAGE_SIZE,
    719 	    vmem_alloc, vmem_free, vm,
    720 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    721 	    IPL_VM);
    722 
    723 	kmem_meta_arena = vmem_create("vmem-meta", 0, 0, PAGE_SIZE,
    724 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    725 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    726 }
    727 #endif /* defined(_KERNEL) */
    728 
    729 static int
    730 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    731     int spanbttype)
    732 {
    733 	bt_t *btspan;
    734 	bt_t *btfree;
    735 
    736 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    737 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    738 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    739 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    740 
    741 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    742 	if (btspan == NULL) {
    743 		return ENOMEM;
    744 	}
    745 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    746 	if (btfree == NULL) {
    747 		bt_free(vm, btspan);
    748 		return ENOMEM;
    749 	}
    750 
    751 	btspan->bt_type = spanbttype;
    752 	btspan->bt_start = addr;
    753 	btspan->bt_size = size;
    754 
    755 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    756 	btfree->bt_start = addr;
    757 	btfree->bt_size = size;
    758 
    759 	VMEM_LOCK(vm);
    760 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    761 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    762 	bt_insfree(vm, btfree);
    763 	vm->vm_size += size;
    764 	VMEM_UNLOCK(vm);
    765 
    766 	return 0;
    767 }
    768 
    769 static void
    770 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    771 {
    772 
    773 #if defined(QCACHE)
    774 	qc_destroy(vm);
    775 #endif /* defined(QCACHE) */
    776 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    777 		int i;
    778 
    779 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    780 			bt_t *bt;
    781 
    782 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    783 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    784 				bt_free(vm, bt);
    785 			}
    786 		}
    787 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    788 			xfree(vm->vm_hashlist,
    789 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    790 		}
    791 	}
    792 
    793 	while (vm->vm_nfreetags > 0) {
    794 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    795 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    796 		vm->vm_nfreetags--;
    797 		mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    798 #if defined (_KERNEL)
    799 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    800 		vmem_btag_freelist_count++;
    801 #endif /* defined(_KERNEL) */
    802 		mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    803 	}
    804 
    805 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    806 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    807 }
    808 
    809 static int
    810 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    811 {
    812 	vmem_addr_t addr;
    813 	int rc;
    814 
    815 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    816 		return EINVAL;
    817 	}
    818 
    819 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    820 		size *= 8;
    821 	}
    822 
    823 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    824 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    825 		    &size, flags, &addr);
    826 	} else {
    827 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    828 	}
    829 	if (rc) {
    830 		return ENOMEM;
    831 	}
    832 
    833 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    834 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    835 		return ENOMEM;
    836 	}
    837 
    838 	return 0;
    839 }
    840 
    841 static int
    842 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    843 {
    844 	bt_t *bt;
    845 	int i;
    846 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    847 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    848 	size_t oldhashsize;
    849 
    850 	KASSERT(newhashsize > 0);
    851 
    852 	newhashlist =
    853 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    854 	if (newhashlist == NULL) {
    855 		return ENOMEM;
    856 	}
    857 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    858 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    859 	}
    860 
    861 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    862 		xfree(newhashlist,
    863 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    864 		return EBUSY;
    865 	}
    866 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    867 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    868 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    869 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    870 	if (oldhashlist == NULL) {
    871 		VMEM_UNLOCK(vm);
    872 		return 0;
    873 	}
    874 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    875 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    876 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    877 			bt_insbusy(vm, bt);
    878 		}
    879 	}
    880 	VMEM_UNLOCK(vm);
    881 
    882 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    883 		xfree(oldhashlist,
    884 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    885 	}
    886 
    887 	return 0;
    888 }
    889 
    890 /*
    891  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    892  *
    893  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    894  * before calling us.
    895  */
    896 
    897 static int
    898 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    899     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    900     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    901 {
    902 	vmem_addr_t start;
    903 	vmem_addr_t end;
    904 
    905 	KASSERT(size > 0);
    906 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    907 
    908 	/*
    909 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    910 	 * unsigned integer of the same size.
    911 	 */
    912 
    913 	start = bt->bt_start;
    914 	if (start < minaddr) {
    915 		start = minaddr;
    916 	}
    917 	end = BT_END(bt);
    918 	if (end > maxaddr) {
    919 		end = maxaddr;
    920 	}
    921 	if (start > end) {
    922 		return ENOMEM;
    923 	}
    924 
    925 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    926 	if (start < bt->bt_start) {
    927 		start += align;
    928 	}
    929 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    930 		KASSERT(align < nocross);
    931 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    932 	}
    933 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    934 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    935 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    936 		KASSERT(minaddr <= start);
    937 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    938 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    939 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    940 		*addrp = start;
    941 		return 0;
    942 	}
    943 	return ENOMEM;
    944 }
    945 
    946 
    947 /*
    948  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    949  */
    950 
    951 static vmem_t *
    952 vmem_create_internal(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    953     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    954     void *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    955 {
    956 	vmem_t *vm = NULL;
    957 	int i;
    958 
    959 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    960 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    961 	KASSERT(quantum > 0);
    962 
    963 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    964 #if defined(_KERNEL)
    965 		KASSERT(static_vmem_count > 0);
    966 		vm = &static_vmems[--static_vmem_count];
    967 #endif /* defined(_KERNEL) */
    968 	} else {
    969 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    970 	}
    971 	if (vm == NULL) {
    972 		return NULL;
    973 	}
    974 
    975 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    976 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    977 	vm->vm_flags = flags;
    978 	vm->vm_nfreetags = 0;
    979 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    980 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    981 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    982 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    983 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    984 	vm->vm_importfn = importfn;
    985 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    986 	vm->vm_arg = arg;
    987 	vm->vm_nbusytag = 0;
    988 	vm->vm_size = 0;
    989 	vm->vm_inuse = 0;
    990 #if defined(QCACHE)
    991 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    992 #endif /* defined(QCACHE) */
    993 
    994 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    995 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    996 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    997 	}
    998 	vm->vm_hashlist = NULL;
    999 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1000 		vm->vm_hashsize = 1;
   1001 		vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
   1002 	} else if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
   1003 		vmem_destroy1(vm);
   1004 		return NULL;
   1005 	}
   1006 
   1007 	if (size != 0) {
   1008 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
   1009 			vmem_destroy1(vm);
   1010 			return NULL;
   1011 		}
   1012 	}
   1013 
   1014 #if defined(_KERNEL)
   1015 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
   1016 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
   1017 	}
   1018 
   1019 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1020 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
   1021 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1022 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1023 
   1024 	return vm;
   1025 }
   1026 
   1027 
   1028 /* ---- vmem API */
   1029 
   1030 /*
   1031  * vmem_create: create an arena.
   1032  *
   1033  * => must not be called from interrupt context.
   1034  */
   1035 
   1036 vmem_t *
   1037 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1038     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1039     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1040 {
   1041 
   1042 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1043 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1044 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1045 
   1046 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1047 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
   1048 }
   1049 
   1050 /*
   1051  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
   1052  *
   1053  * => must not be called from interrupt context.
   1054  */
   1055 
   1056 vmem_t *
   1057 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1058     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1059     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1060 {
   1061 
   1062 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1063 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1064 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1065 
   1066 	return vmem_create_internal(name, base, size, quantum,
   1067 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1068 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1069 }
   1070 
   1071 void
   1072 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1073 {
   1074 
   1075 #if defined(_KERNEL)
   1076 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1077 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1078 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1079 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1080 
   1081 	vmem_destroy1(vm);
   1082 }
   1083 
   1084 vmem_size_t
   1085 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1086 {
   1087 
   1088 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1089 }
   1090 
   1091 /*
   1092  * vmem_alloc:
   1093  *
   1094  * => caller must ensure appropriate spl,
   1095  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1096  */
   1097 
   1098 int
   1099 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1100 {
   1101 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
   1102 
   1103 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1104 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1105 
   1106 	KASSERT(size > 0);
   1107 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1108 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1109 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1110 	}
   1111 
   1112 #if defined(QCACHE)
   1113 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1114 		void *p;
   1115 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1116 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1117 
   1118 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1119 		if (addrp != NULL)
   1120 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1121 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1122 	}
   1123 #endif /* defined(QCACHE) */
   1124 
   1125 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1126 	    flags, addrp);
   1127 }
   1128 
   1129 int
   1130 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1131     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1132     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1133     vmem_addr_t *addrp)
   1134 {
   1135 	struct vmem_freelist *list;
   1136 	struct vmem_freelist *first;
   1137 	struct vmem_freelist *end;
   1138 	bt_t *bt;
   1139 	bt_t *btnew;
   1140 	bt_t *btnew2;
   1141 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1142 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1143 	vmem_addr_t start;
   1144 	int rc;
   1145 
   1146 	KASSERT(size0 > 0);
   1147 	KASSERT(size > 0);
   1148 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1149 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1150 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1151 	}
   1152 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1153 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1154 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1155 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1156 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1157 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1158 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1159 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1160 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1161 
   1162 	if (align == 0) {
   1163 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1164 	}
   1165 
   1166 	/*
   1167 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1168 	 */
   1169 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1170 	if (btnew == NULL) {
   1171 		return ENOMEM;
   1172 	}
   1173 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1174 	if (btnew2 == NULL) {
   1175 		bt_free(vm, btnew);
   1176 		return ENOMEM;
   1177 	}
   1178 
   1179 	/*
   1180 	 * choose a free block from which we allocate.
   1181 	 */
   1182 retry_strat:
   1183 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1184 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1185 retry:
   1186 	bt = NULL;
   1187 	VMEM_LOCK(vm);
   1188 	vmem_check(vm);
   1189 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1190 		/*
   1191 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1192 		 *
   1193 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1194 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1195 		 * the given size.
   1196 		 */
   1197 		for (list = first; list < end; list++) {
   1198 			bt = LIST_FIRST(list);
   1199 			if (bt != NULL) {
   1200 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1201 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1202 				if (rc == 0) {
   1203 					goto gotit;
   1204 				}
   1205 				/*
   1206 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1207 				 * here.  the list can be very long and we are
   1208 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1209 				 * lists are larger and have better chances to
   1210 				 * satisfy our restrictions.
   1211 				 */
   1212 			}
   1213 		}
   1214 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1215 		/*
   1216 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1217 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1218 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1219 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1220 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1221 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1222 		 *
   1223 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1224 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1225 		 */
   1226 		for (list = first; list < end; list++) {
   1227 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1228 				if (bt->bt_size >= size) {
   1229 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1230 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1231 					if (rc == 0) {
   1232 						goto gotit;
   1233 					}
   1234 				}
   1235 			}
   1236 		}
   1237 	}
   1238 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1239 #if 1
   1240 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1241 		strat = VM_BESTFIT;
   1242 		goto retry_strat;
   1243 	}
   1244 #endif
   1245 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1246 
   1247 		/*
   1248 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1249 		 * satisfy restrictions?
   1250 		 */
   1251 
   1252 		goto fail;
   1253 	}
   1254 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1255 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1256 		goto retry;
   1257 	}
   1258 	/* XXX */
   1259 
   1260 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1261 #if defined(_KERNEL) && !defined(_RUMPKERNEL)
   1262 		mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
   1263 		uvm_kick_pdaemon();
   1264 		mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
   1265 #endif
   1266 		VMEM_LOCK(vm);
   1267 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1268 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1269 		goto retry;
   1270 	}
   1271 fail:
   1272 	bt_free(vm, btnew);
   1273 	bt_free(vm, btnew2);
   1274 	return ENOMEM;
   1275 
   1276 gotit:
   1277 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1278 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1279 	bt_remfree(vm, bt);
   1280 	vmem_check(vm);
   1281 	if (bt->bt_start != start) {
   1282 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1283 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1284 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1285 		bt->bt_start = start;
   1286 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1287 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1288 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1289 		btnew2 = NULL;
   1290 		vmem_check(vm);
   1291 	}
   1292 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1293 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1294 		/* split */
   1295 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1296 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1297 		btnew->bt_size = size;
   1298 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1299 		bt->bt_size -= size;
   1300 		bt_insfree(vm, bt);
   1301 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1302 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1303 		vmem_check(vm);
   1304 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1305 	} else {
   1306 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1307 		bt_insbusy(vm, bt);
   1308 		vmem_check(vm);
   1309 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1310 		bt_free(vm, btnew);
   1311 		btnew = bt;
   1312 	}
   1313 	if (btnew2 != NULL) {
   1314 		bt_free(vm, btnew2);
   1315 	}
   1316 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1317 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1318 
   1319 	if (addrp != NULL)
   1320 		*addrp = btnew->bt_start;
   1321 	return 0;
   1322 }
   1323 
   1324 /*
   1325  * vmem_free:
   1326  *
   1327  * => caller must ensure appropriate spl,
   1328  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1329  */
   1330 
   1331 void
   1332 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1333 {
   1334 
   1335 	KASSERT(size > 0);
   1336 
   1337 #if defined(QCACHE)
   1338 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1339 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1340 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1341 
   1342 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1343 		return;
   1344 	}
   1345 #endif /* defined(QCACHE) */
   1346 
   1347 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1348 }
   1349 
   1350 void
   1351 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1352 {
   1353 	bt_t *bt;
   1354 	bt_t *t;
   1355 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1356 
   1357 	LIST_INIT(&tofree);
   1358 
   1359 	KASSERT(size > 0);
   1360 
   1361 	VMEM_LOCK(vm);
   1362 
   1363 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1364 	KASSERT(bt != NULL);
   1365 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1366 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1367 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1368 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1369 	bt_rembusy(vm, bt);
   1370 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1371 
   1372 	/* coalesce */
   1373 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1374 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1375 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1376 		bt_remfree(vm, t);
   1377 		bt_remseg(vm, t);
   1378 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1379 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1380 	}
   1381 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1382 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1383 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1384 		bt_remfree(vm, t);
   1385 		bt_remseg(vm, t);
   1386 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1387 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1388 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1389 	}
   1390 
   1391 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1392 	KASSERT(t != NULL);
   1393 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1394 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1395 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1396 		vmem_addr_t spanaddr;
   1397 		vmem_size_t spansize;
   1398 
   1399 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1400 		spanaddr = bt->bt_start;
   1401 		spansize = bt->bt_size;
   1402 		bt_remseg(vm, bt);
   1403 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1404 		bt_remseg(vm, t);
   1405 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1406 		vm->vm_size -= spansize;
   1407 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1408 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1409 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1410 	} else {
   1411 		bt_insfree(vm, bt);
   1412 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1413 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1414 	}
   1415 
   1416 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1417 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1418 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1419 		bt_free(vm, t);
   1420 	}
   1421 }
   1422 
   1423 /*
   1424  * vmem_add:
   1425  *
   1426  * => caller must ensure appropriate spl,
   1427  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1428  */
   1429 
   1430 int
   1431 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1432 {
   1433 
   1434 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1435 }
   1436 
   1437 /*
   1438  * vmem_size: information about arenas size
   1439  *
   1440  * => return free/allocated size in arena
   1441  */
   1442 vmem_size_t
   1443 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1444 {
   1445 
   1446 	switch (typemask) {
   1447 	case VMEM_ALLOC:
   1448 		return vm->vm_inuse;
   1449 	case VMEM_FREE:
   1450 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1451 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1452 		return vm->vm_size;
   1453 	default:
   1454 		panic("vmem_size");
   1455 	}
   1456 }
   1457 
   1458 /* ---- rehash */
   1459 
   1460 #if defined(_KERNEL)
   1461 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1462 static int vmem_rehash_interval;
   1463 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1464 static struct work vmem_rehash_wk;
   1465 
   1466 static void
   1467 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1468 {
   1469 	vmem_t *vm;
   1470 
   1471 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1472 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1473 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1474 		size_t desired;
   1475 		size_t current;
   1476 
   1477 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1478 			continue;
   1479 		}
   1480 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1481 		current = vm->vm_hashsize;
   1482 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1483 
   1484 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1485 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1486 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1487 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1488 		}
   1489 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1490 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1491 		}
   1492 	}
   1493 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1494 
   1495 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1496 }
   1497 
   1498 static void
   1499 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1500 {
   1501 
   1502 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1503 }
   1504 
   1505 void
   1506 vmem_rehash_start(void)
   1507 {
   1508 	int error;
   1509 
   1510 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1511 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1512 	if (error) {
   1513 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1514 	}
   1515 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1516 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1517 
   1518 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1519 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1520 }
   1521 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1522 
   1523 /* ---- debug */
   1524 
   1525 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1526 
   1527 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...));
   1528 
   1529 static const char *
   1530 bt_type_string(int type)
   1531 {
   1532 	static const char * const table[] = {
   1533 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1534 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1535 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1536 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1537 	};
   1538 
   1539 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1540 		return "BOGUS";
   1541 	}
   1542 	return table[type];
   1543 }
   1544 
   1545 static void
   1546 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1547 {
   1548 
   1549 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1550 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1551 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1552 }
   1553 
   1554 static void
   1555 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...))
   1556 {
   1557 	const bt_t *bt;
   1558 	int i;
   1559 
   1560 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1561 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1562 		bt_dump(bt, pr);
   1563 	}
   1564 
   1565 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1566 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1567 
   1568 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1569 			continue;
   1570 		}
   1571 
   1572 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1573 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1574 			bt_dump(bt, pr);
   1575 		}
   1576 	}
   1577 }
   1578 
   1579 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1580 
   1581 #if defined(DDB)
   1582 static bt_t *
   1583 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1584 {
   1585 	bt_t *bt;
   1586 
   1587 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1588 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1589 			continue;
   1590 		}
   1591 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1592 			return bt;
   1593 		}
   1594 	}
   1595 
   1596 	return NULL;
   1597 }
   1598 
   1599 void
   1600 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1601 {
   1602 	vmem_t *vm;
   1603 
   1604 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1605 		bt_t *bt;
   1606 
   1607 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1608 		if (bt == NULL) {
   1609 			continue;
   1610 		}
   1611 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1612 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1613 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1614 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1615 	}
   1616 }
   1617 
   1618 void
   1619 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1620 {
   1621 	const vmem_t *vm;
   1622 
   1623 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1624 		vmem_dump(vm, pr);
   1625 	}
   1626 }
   1627 
   1628 void
   1629 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1630 {
   1631 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1632 
   1633 	vmem_dump(vm, pr);
   1634 }
   1635 #endif /* defined(DDB) */
   1636 
   1637 #if defined(_KERNEL)
   1638 #define vmem_printf printf
   1639 #else
   1640 #include <stdio.h>
   1641 #include <stdarg.h>
   1642 
   1643 static void
   1644 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1645 {
   1646 	va_list ap;
   1647 	va_start(ap, fmt);
   1648 	vprintf(fmt, ap);
   1649 	va_end(ap);
   1650 }
   1651 #endif
   1652 
   1653 #if defined(VMEM_SANITY)
   1654 
   1655 static bool
   1656 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1657 {
   1658 	const bt_t *bt, *bt2;
   1659 
   1660 	KASSERT(vm != NULL);
   1661 
   1662 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1663 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1664 			printf("corrupted tag\n");
   1665 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1666 			return false;
   1667 		}
   1668 	}
   1669 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1670 		CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1671 			if (bt == bt2) {
   1672 				continue;
   1673 			}
   1674 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1675 				continue;
   1676 			}
   1677 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1678 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1679 				printf("overwrapped tags\n");
   1680 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1681 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1682 				return false;
   1683 			}
   1684 		}
   1685 	}
   1686 
   1687 	return true;
   1688 }
   1689 
   1690 static void
   1691 vmem_check(vmem_t *vm)
   1692 {
   1693 
   1694 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1695 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1696 	}
   1697 }
   1698 
   1699 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1700 
   1701 #if defined(UNITTEST)
   1702 int
   1703 main(void)
   1704 {
   1705 	int rc;
   1706 	vmem_t *vm;
   1707 	vmem_addr_t p;
   1708 	struct reg {
   1709 		vmem_addr_t p;
   1710 		vmem_size_t sz;
   1711 		bool x;
   1712 	} *reg = NULL;
   1713 	int nreg = 0;
   1714 	int nalloc = 0;
   1715 	int nfree = 0;
   1716 	vmem_size_t total = 0;
   1717 #if 1
   1718 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1719 #else
   1720 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1721 #endif
   1722 
   1723 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1724 #ifdef _KERNEL
   1725 	    IPL_NONE
   1726 #else
   1727 	    0
   1728 #endif
   1729 	    );
   1730 	if (vm == NULL) {
   1731 		printf("vmem_create\n");
   1732 		exit(EXIT_FAILURE);
   1733 	}
   1734 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1735 
   1736 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1737 	assert(rc == 0);
   1738 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1739 	assert(rc == 0);
   1740 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1741 	assert(rc == 0);
   1742 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1743 	assert(rc == 0);
   1744 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1745 	assert(rc == 0);
   1746 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1747 	assert(rc == 0);
   1748 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1749 	assert(rc == 0);
   1750 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1751 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1752 	assert(rc != 0);
   1753 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1754 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1755 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1756 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1757 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1758 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1759 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1760 	assert(rc != 0);
   1761 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1762 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1763 	assert(rc != 0);
   1764 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1765 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1766 	assert(rc == 0);
   1767 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1768 	for (;;) {
   1769 		struct reg *r;
   1770 		int t = rand() % 100;
   1771 
   1772 		if (t > 45) {
   1773 			/* alloc */
   1774 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1775 			bool x;
   1776 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1777 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1778 
   1779 			if (t > 70) {
   1780 				x = true;
   1781 				/* XXX */
   1782 				align = 1 << (rand() % 15);
   1783 				phase = rand() % 65536;
   1784 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1785 				if (align <= phase) {
   1786 					phase = 0;
   1787 				}
   1788 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1789 				    nocross)) {
   1790 					nocross = 0;
   1791 				}
   1792 				do {
   1793 					minaddr = rand() % 50000;
   1794 					maxaddr = rand() % 70000;
   1795 				} while (minaddr > maxaddr);
   1796 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1797 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1798 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1799 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1800 				    (uint64_t)sz,
   1801 				    (uint64_t)align,
   1802 				    (uint64_t)phase,
   1803 				    (uint64_t)nocross,
   1804 				    (uint64_t)minaddr,
   1805 				    (uint64_t)maxaddr);
   1806 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1807 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1808 			} else {
   1809 				x = false;
   1810 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1811 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1812 			}
   1813 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1814 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1815 			if (rc != 0) {
   1816 				if (x) {
   1817 					continue;
   1818 				}
   1819 				break;
   1820 			}
   1821 			nreg++;
   1822 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1823 			r = &reg[nreg - 1];
   1824 			r->p = p;
   1825 			r->sz = sz;
   1826 			r->x = x;
   1827 			total += sz;
   1828 			nalloc++;
   1829 		} else if (nreg != 0) {
   1830 			/* free */
   1831 			r = &reg[rand() % nreg];
   1832 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1833 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1834 			if (r->x) {
   1835 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1836 			} else {
   1837 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1838 			}
   1839 			total -= r->sz;
   1840 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1841 			*r = reg[nreg - 1];
   1842 			nreg--;
   1843 			nfree++;
   1844 		}
   1845 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1846 	}
   1847 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1848 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1849 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1850 }
   1851 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1852