Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.92.6.2
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.92.6.2 2016/03/19 11:30:31 skrll 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  * locking & the boundary tag pool:
     36  * - 	A pool(9) is used for vmem boundary tags
     37  * - 	During a pool get call the global vmem_btag_refill_lock is taken,
     38  *	to serialize access to the allocation reserve, but no other
     39  *	vmem arena locks.
     40  * -	During pool_put calls no vmem mutexes are locked.
     41  * - 	pool_drain doesn't hold the pool's mutex while releasing memory to
     42  * 	its backing therefore no interferance with any vmem mutexes.
     43  * -	The boundary tag pool is forced to put page headers into pool pages
     44  *  	(PR_PHINPAGE) and not off page to avoid pool recursion.
     45  *  	(due to sizeof(bt_t) it should be the case anyway)
     46  */
     47 
     48 #include <sys/cdefs.h>
     49 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.92.6.2 2016/03/19 11:30:31 skrll Exp $");
     50 
     51 
     52 #if defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT)
     53 #include "opt_ddb.h"
     54 #endif /* defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT) */
     55 
     56 #include <sys/param.h>
     57 #include <sys/hash.h>
     58 #include <sys/queue.h>
     59 #include <sys/bitops.h>
     60 
     61 #if defined(_KERNEL)
     62 #include <sys/systm.h>
     63 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     64 #include <sys/callout.h>
     65 #include <sys/kmem.h>
     66 #include <sys/pool.h>
     67 #include <sys/vmem.h>
     68 #include <sys/vmem_impl.h>
     69 #include <sys/workqueue.h>
     70 #include <sys/atomic.h>
     71 #include <uvm/uvm.h>
     72 #include <uvm/uvm_extern.h>
     73 #include <uvm/uvm_km.h>
     74 #include <uvm/uvm_page.h>
     75 #include <uvm/uvm_pdaemon.h>
     76 #else /* defined(_KERNEL) */
     77 #include <stdio.h>
     78 #include <errno.h>
     79 #include <assert.h>
     80 #include <stdlib.h>
     81 #include <string.h>
     82 #include "../sys/vmem.h"
     83 #include "../sys/vmem_impl.h"
     84 #endif /* defined(_KERNEL) */
     85 
     86 
     87 #if defined(_KERNEL)
     88 #include <sys/evcnt.h>
     89 #define VMEM_EVCNT_DEFINE(name) \
     90 struct evcnt vmem_evcnt_##name = EVCNT_INITIALIZER(EVCNT_TYPE_MISC, NULL, \
     91     "vmem", #name); \
     92 EVCNT_ATTACH_STATIC(vmem_evcnt_##name);
     93 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count++
     94 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count--
     95 
     96 VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_count)
     97 VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_inuse)
     98 
     99 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
    100 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    101 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    102 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    103 
    104 #else /* defined(_KERNEL) */
    105 
    106 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
    107 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
    108 
    109 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    110 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	/* nothing */
    111 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		/* nothing */
    112 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	/* nothing */
    113 
    114 #define	UNITTEST
    115 #define	KASSERT(a)		assert(a)
    116 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    117 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    118 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    119 #define	mutex_tryenter(a)	true
    120 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    121 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    122 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    123 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    124 #endif /* defined(_KERNEL) */
    125 
    126 #if defined(VMEM_SANITY)
    127 static void vmem_check(vmem_t *);
    128 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    129 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    130 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    131 
    132 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    133 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    134 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    135 
    136 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    137 
    138 #if defined(_KERNEL)
    139 static bool vmem_bootstrapped = false;
    140 static kmutex_t vmem_list_lock;
    141 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    142 #endif /* defined(_KERNEL) */
    143 
    144 /* ---- misc */
    145 
    146 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    147 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    148 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    149 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    150 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    151 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    152 
    153 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    154 	(-(-(addr) & -(align)))
    155 
    156 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    157 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    158 
    159 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    160 #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    161 
    162 #if !defined(_KERNEL)
    163 #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    164 #define	xfree(p, sz)		free(p)
    165 #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    166 #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    167 #else /* defined(_KERNEL) */
    168 
    169 #define	xmalloc(sz, flags) \
    170     kmem_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    171 #define	xfree(p, sz)		kmem_free(p, sz);
    172 
    173 /*
    174  * BT_RESERVE calculation:
    175  * we allocate memory for boundry tags with vmem, therefor we have
    176  * to keep a reserve of bts used to allocated memory for bts.
    177  * This reserve is 4 for each arena involved in allocating vmems memory.
    178  * BT_MAXFREE: don't cache excessive counts of bts in arenas
    179  */
    180 #define STATIC_BT_COUNT 200
    181 #define BT_MINRESERVE 4
    182 #define BT_MAXFREE 64
    183 
    184 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    185 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    186 
    187 static struct vmem kmem_va_meta_arena_store;
    188 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    189 static struct vmem kmem_meta_arena_store;
    190 vmem_t *kmem_meta_arena = NULL;
    191 
    192 static kmutex_t vmem_btag_refill_lock;
    193 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    194 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    195 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    196 static struct pool vmem_btag_pool;
    197 
    198 static void
    199 vmem_kick_pdaemon(void)
    200 {
    201 #if defined(_KERNEL)
    202 	mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
    203 	uvm_kick_pdaemon();
    204 	mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
    205 #endif
    206 }
    207 
    208 /* ---- boundary tag */
    209 
    210 static int bt_refill(vmem_t *vm);
    211 
    212 static void *
    213 pool_page_alloc_vmem_meta(struct pool *pp, int flags)
    214 {
    215 	const vm_flag_t vflags = (flags & PR_WAITOK) ? VM_SLEEP: VM_NOSLEEP;
    216 	vmem_addr_t va;
    217 	int ret;
    218 
    219 	ret = vmem_alloc(kmem_meta_arena, pp->pr_alloc->pa_pagesz,
    220 	    (vflags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va);
    221 
    222 	return ret ? NULL : (void *)va;
    223 }
    224 
    225 static void
    226 pool_page_free_vmem_meta(struct pool *pp, void *v)
    227 {
    228 
    229 	vmem_free(kmem_meta_arena, (vmem_addr_t)v, pp->pr_alloc->pa_pagesz);
    230 }
    231 
    232 /* allocator for vmem-pool metadata */
    233 struct pool_allocator pool_allocator_vmem_meta = {
    234 	.pa_alloc = pool_page_alloc_vmem_meta,
    235 	.pa_free = pool_page_free_vmem_meta,
    236 	.pa_pagesz = 0
    237 };
    238 
    239 static int
    240 bt_refill(vmem_t *vm)
    241 {
    242 	bt_t *bt;
    243 
    244 	VMEM_LOCK(vm);
    245 	if (vm->vm_nfreetags > BT_MINRESERVE) {
    246 		VMEM_UNLOCK(vm);
    247 		return 0;
    248 	}
    249 
    250 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    251 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    252 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    253 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    254 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    255 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    256 		vm->vm_nfreetags++;
    257 		vmem_btag_freelist_count--;
    258 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    259 	}
    260 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    261 
    262 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    263 		VMEM_UNLOCK(vm);
    264 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    265 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    266 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    267 		VMEM_LOCK(vm);
    268 		if (bt == NULL)
    269 			break;
    270 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    271 		vm->vm_nfreetags++;
    272 	}
    273 
    274 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    275 		VMEM_UNLOCK(vm);
    276 		return ENOMEM;
    277 	}
    278 
    279 	VMEM_UNLOCK(vm);
    280 
    281 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    282 		(void)bt_refill(kmem_arena);
    283 		(void)bt_refill(kmem_va_meta_arena);
    284 		(void)bt_refill(kmem_meta_arena);
    285 	}
    286 
    287 	return 0;
    288 }
    289 
    290 static bt_t *
    291 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    292 {
    293 	bt_t *bt;
    294 	VMEM_LOCK(vm);
    295 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    296 		VMEM_UNLOCK(vm);
    297 		if (bt_refill(vm)) {
    298 			if ((flags & VM_NOSLEEP) != 0) {
    299 				return NULL;
    300 			}
    301 
    302 			/*
    303 			 * It would be nice to wait for something specific here
    304 			 * but there are multiple ways that a retry could
    305 			 * succeed and we can't wait for multiple things
    306 			 * simultaneously.  So we'll just sleep for an arbitrary
    307 			 * short period of time and retry regardless.
    308 			 * This should be a very rare case.
    309 			 */
    310 
    311 			vmem_kick_pdaemon();
    312 			kpause("btalloc", false, 1, NULL);
    313 		}
    314 		VMEM_LOCK(vm);
    315 	}
    316 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    317 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    318 	vm->vm_nfreetags--;
    319 	VMEM_UNLOCK(vm);
    320 
    321 	return bt;
    322 }
    323 
    324 static void
    325 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    326 {
    327 
    328 	VMEM_LOCK(vm);
    329 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    330 	vm->vm_nfreetags++;
    331 	VMEM_UNLOCK(vm);
    332 }
    333 
    334 static void
    335 bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    336 {
    337 	bt_t *t;
    338 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    339 
    340 	LIST_INIT(&tofree);
    341 
    342 	VMEM_LOCK(vm);
    343 	while (vm->vm_nfreetags > freelimit) {
    344 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    345 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    346 		vm->vm_nfreetags--;
    347 		if (bt >= static_bts
    348 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    349 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    350 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    351 			vmem_btag_freelist_count++;
    352 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    353 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    354 		} else {
    355 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    356 		}
    357 	}
    358 
    359 	VMEM_UNLOCK(vm);
    360 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    361 		t = LIST_FIRST(&tofree);
    362 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
    363 		pool_put(&vmem_btag_pool, t);
    364 	}
    365 }
    366 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    367 
    368 /*
    369  * freelist[0] ... [1, 1]
    370  * freelist[1] ... [2, 3]
    371  * freelist[2] ... [4, 7]
    372  * freelist[3] ... [8, 15]
    373  *  :
    374  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    375  *  :
    376  */
    377 
    378 static struct vmem_freelist *
    379 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    380 {
    381 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    382 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    383 
    384 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    385 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    386 	KASSERT(idx >= 0);
    387 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    388 
    389 	return &vm->vm_freelist[idx];
    390 }
    391 
    392 /*
    393  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    394  * strategy.
    395  *
    396  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    397  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    398  * large enough for the requested size.
    399  */
    400 
    401 static struct vmem_freelist *
    402 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    403 {
    404 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    405 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    406 
    407 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    408 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    409 
    410 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    411 		idx++;
    412 		/* check too large request? */
    413 	}
    414 	KASSERT(idx >= 0);
    415 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    416 
    417 	return &vm->vm_freelist[idx];
    418 }
    419 
    420 /* ---- boundary tag hash */
    421 
    422 static struct vmem_hashlist *
    423 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    424 {
    425 	struct vmem_hashlist *list;
    426 	unsigned int hash;
    427 
    428 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    429 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    430 
    431 	return list;
    432 }
    433 
    434 static bt_t *
    435 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    436 {
    437 	struct vmem_hashlist *list;
    438 	bt_t *bt;
    439 
    440 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    441 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    442 		if (bt->bt_start == addr) {
    443 			break;
    444 		}
    445 	}
    446 
    447 	return bt;
    448 }
    449 
    450 static void
    451 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    452 {
    453 
    454 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    455 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    456 	vm->vm_nbusytag--;
    457 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    458 }
    459 
    460 static void
    461 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    462 {
    463 	struct vmem_hashlist *list;
    464 
    465 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    466 
    467 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    468 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    469 	vm->vm_nbusytag++;
    470 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    471 }
    472 
    473 /* ---- boundary tag list */
    474 
    475 static void
    476 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    477 {
    478 
    479 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    480 }
    481 
    482 static void
    483 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    484 {
    485 
    486 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    487 }
    488 
    489 static void
    490 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    491 {
    492 
    493 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    494 }
    495 
    496 static void
    497 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    498 {
    499 
    500 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    501 
    502 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    503 }
    504 
    505 static void
    506 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    507 {
    508 	struct vmem_freelist *list;
    509 
    510 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    511 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    512 }
    513 
    514 /* ---- vmem internal functions */
    515 
    516 #if defined(QCACHE)
    517 static inline vm_flag_t
    518 prf_to_vmf(int prflags)
    519 {
    520 	vm_flag_t vmflags;
    521 
    522 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    523 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    524 		vmflags = VM_SLEEP;
    525 	} else {
    526 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    527 	}
    528 	return vmflags;
    529 }
    530 
    531 static inline int
    532 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    533 {
    534 	int prflags;
    535 
    536 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    537 		prflags = PR_WAITOK;
    538 	} else {
    539 		prflags = PR_NOWAIT;
    540 	}
    541 	return prflags;
    542 }
    543 
    544 static size_t
    545 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    546 {
    547 	int i;
    548 
    549 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    550 		/* nothing */
    551 	}
    552 	return ORDER2SIZE(i);
    553 }
    554 
    555 static void *
    556 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    557 {
    558 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    559 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    560 	vmem_addr_t addr;
    561 
    562 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    563 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    564 		return NULL;
    565 	return (void *)addr;
    566 }
    567 
    568 static void
    569 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    570 {
    571 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    572 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    573 
    574 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    575 }
    576 
    577 static void
    578 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    579 {
    580 	qcache_t *prevqc;
    581 	struct pool_allocator *pa;
    582 	int qcache_idx_max;
    583 	int i;
    584 
    585 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    586 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    587 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    588 	}
    589 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    590 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    591 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    592 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    593 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    594 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    595 
    596 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    597 	prevqc = NULL;
    598 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    599 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    600 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    601 		pool_cache_t pc;
    602 
    603 		qc->qc_vmem = vm;
    604 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    605 		    vm->vm_name, size);
    606 
    607 		pc = pool_cache_init(size,
    608 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    609 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    610 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    611 
    612 		KASSERT(pc);
    613 
    614 		qc->qc_cache = pc;
    615 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    616 		if (prevqc != NULL &&
    617 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    618 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    619 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    620 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    621 			continue;
    622 		}
    623 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    624 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    625 		prevqc = qc;
    626 	}
    627 }
    628 
    629 static void
    630 qc_destroy(vmem_t *vm)
    631 {
    632 	const qcache_t *prevqc;
    633 	int i;
    634 	int qcache_idx_max;
    635 
    636 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    637 	prevqc = NULL;
    638 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    639 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    640 
    641 		if (prevqc == qc) {
    642 			continue;
    643 		}
    644 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    645 		prevqc = qc;
    646 	}
    647 }
    648 #endif
    649 
    650 #if defined(_KERNEL)
    651 static void
    652 vmem_bootstrap(void)
    653 {
    654 
    655 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    656 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    657 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    658 
    659 	while (static_bt_count-- > 0) {
    660 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    661 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    662 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    663 		vmem_btag_freelist_count++;
    664 	}
    665 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    666 }
    667 
    668 void
    669 vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    670 {
    671 
    672 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    673 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    674 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    675 	    IPL_VM);
    676 
    677 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    678 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    679 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    680 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    681 
    682 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), 0, 0, PR_PHINPAGE,
    683 		    "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    684 }
    685 #endif /* defined(_KERNEL) */
    686 
    687 static int
    688 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    689     int spanbttype)
    690 {
    691 	bt_t *btspan;
    692 	bt_t *btfree;
    693 
    694 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    695 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    696 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    697 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    698 
    699 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    700 	if (btspan == NULL) {
    701 		return ENOMEM;
    702 	}
    703 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    704 	if (btfree == NULL) {
    705 		bt_free(vm, btspan);
    706 		return ENOMEM;
    707 	}
    708 
    709 	btspan->bt_type = spanbttype;
    710 	btspan->bt_start = addr;
    711 	btspan->bt_size = size;
    712 
    713 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    714 	btfree->bt_start = addr;
    715 	btfree->bt_size = size;
    716 
    717 	VMEM_LOCK(vm);
    718 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    719 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    720 	bt_insfree(vm, btfree);
    721 	vm->vm_size += size;
    722 	VMEM_UNLOCK(vm);
    723 
    724 	return 0;
    725 }
    726 
    727 static void
    728 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    729 {
    730 
    731 #if defined(QCACHE)
    732 	qc_destroy(vm);
    733 #endif /* defined(QCACHE) */
    734 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    735 		int i;
    736 
    737 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    738 			bt_t *bt;
    739 
    740 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    741 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    742 				bt_free(vm, bt);
    743 			}
    744 		}
    745 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    746 			xfree(vm->vm_hashlist,
    747 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    748 		}
    749 	}
    750 
    751 	bt_freetrim(vm, 0);
    752 
    753 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    754 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    755 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    756 }
    757 
    758 static int
    759 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    760 {
    761 	vmem_addr_t addr;
    762 	int rc;
    763 
    764 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    765 		return EINVAL;
    766 	}
    767 
    768 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    769 		size *= 16;
    770 	}
    771 
    772 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    773 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    774 		    &size, flags, &addr);
    775 	} else {
    776 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    777 	}
    778 	if (rc) {
    779 		return ENOMEM;
    780 	}
    781 
    782 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    783 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    784 		return ENOMEM;
    785 	}
    786 
    787 	return 0;
    788 }
    789 
    790 static int
    791 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    792 {
    793 	bt_t *bt;
    794 	int i;
    795 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    796 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    797 	size_t oldhashsize;
    798 
    799 	KASSERT(newhashsize > 0);
    800 
    801 	newhashlist =
    802 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    803 	if (newhashlist == NULL) {
    804 		return ENOMEM;
    805 	}
    806 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    807 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    808 	}
    809 
    810 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    811 		xfree(newhashlist,
    812 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    813 		return EBUSY;
    814 	}
    815 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    816 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    817 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    818 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    819 	if (oldhashlist == NULL) {
    820 		VMEM_UNLOCK(vm);
    821 		return 0;
    822 	}
    823 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    824 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    825 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    826 			bt_insbusy(vm, bt);
    827 		}
    828 	}
    829 	VMEM_UNLOCK(vm);
    830 
    831 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    832 		xfree(oldhashlist,
    833 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    834 	}
    835 
    836 	return 0;
    837 }
    838 
    839 /*
    840  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    841  *
    842  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    843  * before calling us.
    844  */
    845 
    846 static int
    847 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    848     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    849     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    850 {
    851 	vmem_addr_t start;
    852 	vmem_addr_t end;
    853 
    854 	KASSERT(size > 0);
    855 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    856 
    857 	/*
    858 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    859 	 * unsigned integer of the same size.
    860 	 */
    861 
    862 	start = bt->bt_start;
    863 	if (start < minaddr) {
    864 		start = minaddr;
    865 	}
    866 	end = BT_END(bt);
    867 	if (end > maxaddr) {
    868 		end = maxaddr;
    869 	}
    870 	if (start > end) {
    871 		return ENOMEM;
    872 	}
    873 
    874 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    875 	if (start < bt->bt_start) {
    876 		start += align;
    877 	}
    878 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    879 		KASSERT(align < nocross);
    880 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    881 	}
    882 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    883 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    884 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    885 		KASSERT(minaddr <= start);
    886 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    887 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    888 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    889 		*addrp = start;
    890 		return 0;
    891 	}
    892 	return ENOMEM;
    893 }
    894 
    895 /* ---- vmem API */
    896 
    897 /*
    898  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    899  */
    900 
    901 vmem_t *
    902 vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    903     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    904     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    905     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    906 {
    907 	int i;
    908 
    909 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    910 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    911 	KASSERT(quantum > 0);
    912 
    913 #if defined(_KERNEL)
    914 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    915 	if (!vmem_bootstrapped) {
    916 		vmem_bootstrap();
    917 	}
    918 #endif /* defined(_KERNEL) */
    919 
    920 	if (vm == NULL) {
    921 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    922 	}
    923 	if (vm == NULL) {
    924 		return NULL;
    925 	}
    926 
    927 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    928 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    929 	vm->vm_flags = flags;
    930 	vm->vm_nfreetags = 0;
    931 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    932 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    933 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    934 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    935 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    936 	vm->vm_importfn = importfn;
    937 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    938 	vm->vm_arg = arg;
    939 	vm->vm_nbusytag = 0;
    940 	vm->vm_size = 0;
    941 	vm->vm_inuse = 0;
    942 #if defined(QCACHE)
    943 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    944 #endif /* defined(QCACHE) */
    945 
    946 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    947 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    948 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    949 	}
    950 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(struct vmem_hashlist));
    951 	vm->vm_hashsize = 1;
    952 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    953 
    954 	if (size != 0) {
    955 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    956 			vmem_destroy1(vm);
    957 			return NULL;
    958 		}
    959 	}
    960 
    961 #if defined(_KERNEL)
    962 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    963 		bt_refill(vm);
    964 	}
    965 
    966 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    967 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    968 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    969 #endif /* defined(_KERNEL) */
    970 
    971 	return vm;
    972 }
    973 
    974 
    975 
    976 /*
    977  * vmem_create: create an arena.
    978  *
    979  * => must not be called from interrupt context.
    980  */
    981 
    982 vmem_t *
    983 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    984     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    985     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    986 {
    987 
    988 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
    989 
    990 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
    991 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
    992 }
    993 
    994 /*
    995  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
    996  *
    997  * => must not be called from interrupt context.
    998  */
    999 
   1000 vmem_t *
   1001 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1002     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1003     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1004 {
   1005 
   1006 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1007 
   1008 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1009 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1010 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1011 }
   1012 
   1013 void
   1014 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1015 {
   1016 
   1017 #if defined(_KERNEL)
   1018 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1019 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1020 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1021 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1022 
   1023 	vmem_destroy1(vm);
   1024 }
   1025 
   1026 vmem_size_t
   1027 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1028 {
   1029 
   1030 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1031 }
   1032 
   1033 /*
   1034  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1035  */
   1036 
   1037 int
   1038 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1039 {
   1040 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1041 
   1042 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1043 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1044 
   1045 	KASSERT(size > 0);
   1046 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1047 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1048 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1049 	}
   1050 
   1051 #if defined(QCACHE)
   1052 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1053 		void *p;
   1054 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1055 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1056 
   1057 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1058 		if (addrp != NULL)
   1059 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1060 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1061 	}
   1062 #endif /* defined(QCACHE) */
   1063 
   1064 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1065 	    flags, addrp);
   1066 }
   1067 
   1068 int
   1069 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1070     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1071     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1072     vmem_addr_t *addrp)
   1073 {
   1074 	struct vmem_freelist *list;
   1075 	struct vmem_freelist *first;
   1076 	struct vmem_freelist *end;
   1077 	bt_t *bt;
   1078 	bt_t *btnew;
   1079 	bt_t *btnew2;
   1080 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1081 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1082 	vmem_addr_t start;
   1083 	int rc;
   1084 
   1085 	KASSERT(size0 > 0);
   1086 	KASSERT(size > 0);
   1087 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1088 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1089 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1090 	}
   1091 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1092 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1093 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1094 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1095 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1096 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1097 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1098 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1099 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1100 
   1101 	if (align == 0) {
   1102 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1103 	}
   1104 
   1105 	/*
   1106 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1107 	 */
   1108 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1109 	if (btnew == NULL) {
   1110 		return ENOMEM;
   1111 	}
   1112 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1113 	if (btnew2 == NULL) {
   1114 		bt_free(vm, btnew);
   1115 		return ENOMEM;
   1116 	}
   1117 
   1118 	/*
   1119 	 * choose a free block from which we allocate.
   1120 	 */
   1121 retry_strat:
   1122 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1123 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1124 retry:
   1125 	bt = NULL;
   1126 	VMEM_LOCK(vm);
   1127 	vmem_check(vm);
   1128 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1129 		/*
   1130 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1131 		 *
   1132 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1133 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1134 		 * the given size.
   1135 		 */
   1136 		for (list = first; list < end; list++) {
   1137 			bt = LIST_FIRST(list);
   1138 			if (bt != NULL) {
   1139 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1140 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1141 				if (rc == 0) {
   1142 					goto gotit;
   1143 				}
   1144 				/*
   1145 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1146 				 * here.  the list can be very long and we are
   1147 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1148 				 * lists are larger and have better chances to
   1149 				 * satisfy our restrictions.
   1150 				 */
   1151 			}
   1152 		}
   1153 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1154 		/*
   1155 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1156 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1157 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1158 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1159 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1160 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1161 		 *
   1162 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1163 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1164 		 */
   1165 		for (list = first; list < end; list++) {
   1166 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1167 				if (bt->bt_size >= size) {
   1168 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1169 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1170 					if (rc == 0) {
   1171 						goto gotit;
   1172 					}
   1173 				}
   1174 			}
   1175 		}
   1176 	}
   1177 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1178 #if 1
   1179 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1180 		strat = VM_BESTFIT;
   1181 		goto retry_strat;
   1182 	}
   1183 #endif
   1184 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1185 
   1186 		/*
   1187 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1188 		 * satisfy restrictions?
   1189 		 */
   1190 
   1191 		goto fail;
   1192 	}
   1193 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1194 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1195 		goto retry;
   1196 	}
   1197 	/* XXX */
   1198 
   1199 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1200 		vmem_kick_pdaemon();
   1201 		VMEM_LOCK(vm);
   1202 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1203 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1204 		goto retry;
   1205 	}
   1206 fail:
   1207 	bt_free(vm, btnew);
   1208 	bt_free(vm, btnew2);
   1209 	return ENOMEM;
   1210 
   1211 gotit:
   1212 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1213 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1214 	bt_remfree(vm, bt);
   1215 	vmem_check(vm);
   1216 	if (bt->bt_start != start) {
   1217 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1218 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1219 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1220 		bt->bt_start = start;
   1221 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1222 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1223 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1224 		btnew2 = NULL;
   1225 		vmem_check(vm);
   1226 	}
   1227 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1228 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1229 		/* split */
   1230 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1231 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1232 		btnew->bt_size = size;
   1233 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1234 		bt->bt_size -= size;
   1235 		bt_insfree(vm, bt);
   1236 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1237 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1238 		vmem_check(vm);
   1239 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1240 	} else {
   1241 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1242 		bt_insbusy(vm, bt);
   1243 		vmem_check(vm);
   1244 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1245 		bt_free(vm, btnew);
   1246 		btnew = bt;
   1247 	}
   1248 	if (btnew2 != NULL) {
   1249 		bt_free(vm, btnew2);
   1250 	}
   1251 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1252 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1253 
   1254 	if (addrp != NULL)
   1255 		*addrp = btnew->bt_start;
   1256 	return 0;
   1257 }
   1258 
   1259 /*
   1260  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1261  */
   1262 
   1263 void
   1264 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1265 {
   1266 
   1267 	KASSERT(size > 0);
   1268 
   1269 #if defined(QCACHE)
   1270 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1271 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1272 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1273 
   1274 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1275 		return;
   1276 	}
   1277 #endif /* defined(QCACHE) */
   1278 
   1279 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1280 }
   1281 
   1282 void
   1283 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1284 {
   1285 	bt_t *bt;
   1286 	bt_t *t;
   1287 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1288 
   1289 	LIST_INIT(&tofree);
   1290 
   1291 	KASSERT(size > 0);
   1292 
   1293 	VMEM_LOCK(vm);
   1294 
   1295 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1296 	KASSERT(bt != NULL);
   1297 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1298 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1299 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1300 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1301 	bt_rembusy(vm, bt);
   1302 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1303 
   1304 	/* coalesce */
   1305 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1306 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1307 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1308 		bt_remfree(vm, t);
   1309 		bt_remseg(vm, t);
   1310 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1311 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1312 	}
   1313 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1314 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1315 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1316 		bt_remfree(vm, t);
   1317 		bt_remseg(vm, t);
   1318 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1319 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1320 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1321 	}
   1322 
   1323 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1324 	KASSERT(t != NULL);
   1325 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1326 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1327 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1328 		vmem_addr_t spanaddr;
   1329 		vmem_size_t spansize;
   1330 
   1331 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1332 		spanaddr = bt->bt_start;
   1333 		spansize = bt->bt_size;
   1334 		bt_remseg(vm, bt);
   1335 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1336 		bt_remseg(vm, t);
   1337 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1338 		vm->vm_size -= spansize;
   1339 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1340 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1341 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1342 	} else {
   1343 		bt_insfree(vm, bt);
   1344 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1345 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1346 	}
   1347 
   1348 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1349 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1350 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1351 		bt_free(vm, t);
   1352 	}
   1353 
   1354 	bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1355 }
   1356 
   1357 /*
   1358  * vmem_add:
   1359  *
   1360  * => caller must ensure appropriate spl,
   1361  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1362  */
   1363 
   1364 int
   1365 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1366 {
   1367 
   1368 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1369 }
   1370 
   1371 /*
   1372  * vmem_size: information about arenas size
   1373  *
   1374  * => return free/allocated size in arena
   1375  */
   1376 vmem_size_t
   1377 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1378 {
   1379 
   1380 	switch (typemask) {
   1381 	case VMEM_ALLOC:
   1382 		return vm->vm_inuse;
   1383 	case VMEM_FREE:
   1384 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1385 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1386 		return vm->vm_size;
   1387 	default:
   1388 		panic("vmem_size");
   1389 	}
   1390 }
   1391 
   1392 /* ---- rehash */
   1393 
   1394 #if defined(_KERNEL)
   1395 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1396 static int vmem_rehash_interval;
   1397 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1398 static struct work vmem_rehash_wk;
   1399 
   1400 static void
   1401 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1402 {
   1403 	vmem_t *vm;
   1404 
   1405 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1406 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1407 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1408 		size_t desired;
   1409 		size_t current;
   1410 
   1411 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1412 			continue;
   1413 		}
   1414 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1415 		current = vm->vm_hashsize;
   1416 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1417 
   1418 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1419 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1420 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1421 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1422 		}
   1423 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1424 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1425 		}
   1426 	}
   1427 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1428 
   1429 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1430 }
   1431 
   1432 static void
   1433 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1434 {
   1435 
   1436 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1437 }
   1438 
   1439 void
   1440 vmem_rehash_start(void)
   1441 {
   1442 	int error;
   1443 
   1444 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1445 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1446 	if (error) {
   1447 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1448 	}
   1449 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1450 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1451 
   1452 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1453 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1454 }
   1455 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1456 
   1457 /* ---- debug */
   1458 
   1459 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1460 
   1461 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1462     __printflike(1, 2));
   1463 
   1464 static const char *
   1465 bt_type_string(int type)
   1466 {
   1467 	static const char * const table[] = {
   1468 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1469 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1470 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1471 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1472 	};
   1473 
   1474 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1475 		return "BOGUS";
   1476 	}
   1477 	return table[type];
   1478 }
   1479 
   1480 static void
   1481 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1482 {
   1483 
   1484 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1485 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1486 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1487 }
   1488 
   1489 static void
   1490 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1491 {
   1492 	const bt_t *bt;
   1493 	int i;
   1494 
   1495 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1496 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1497 		bt_dump(bt, pr);
   1498 	}
   1499 
   1500 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1501 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1502 
   1503 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1504 			continue;
   1505 		}
   1506 
   1507 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1508 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1509 			bt_dump(bt, pr);
   1510 		}
   1511 	}
   1512 }
   1513 
   1514 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1515 
   1516 #if defined(DDB)
   1517 static bt_t *
   1518 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1519 {
   1520 	bt_t *bt;
   1521 
   1522 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1523 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1524 			continue;
   1525 		}
   1526 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1527 			return bt;
   1528 		}
   1529 	}
   1530 
   1531 	return NULL;
   1532 }
   1533 
   1534 void
   1535 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1536 {
   1537 	vmem_t *vm;
   1538 
   1539 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1540 		bt_t *bt;
   1541 
   1542 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1543 		if (bt == NULL) {
   1544 			continue;
   1545 		}
   1546 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1547 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1548 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1549 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1550 	}
   1551 }
   1552 
   1553 void
   1554 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1555 {
   1556 	const vmem_t *vm;
   1557 
   1558 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1559 		vmem_dump(vm, pr);
   1560 	}
   1561 }
   1562 
   1563 void
   1564 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1565 {
   1566 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1567 
   1568 	vmem_dump(vm, pr);
   1569 }
   1570 #endif /* defined(DDB) */
   1571 
   1572 #if defined(_KERNEL)
   1573 #define vmem_printf printf
   1574 #else
   1575 #include <stdio.h>
   1576 #include <stdarg.h>
   1577 
   1578 static void
   1579 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1580 {
   1581 	va_list ap;
   1582 	va_start(ap, fmt);
   1583 	vprintf(fmt, ap);
   1584 	va_end(ap);
   1585 }
   1586 #endif
   1587 
   1588 #if defined(VMEM_SANITY)
   1589 
   1590 static bool
   1591 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1592 {
   1593 	const bt_t *bt, *bt2;
   1594 
   1595 	KASSERT(vm != NULL);
   1596 
   1597 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1598 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1599 			printf("corrupted tag\n");
   1600 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1601 			return false;
   1602 		}
   1603 	}
   1604 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1605 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1606 			if (bt == bt2) {
   1607 				continue;
   1608 			}
   1609 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1610 				continue;
   1611 			}
   1612 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1613 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1614 				printf("overwrapped tags\n");
   1615 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1616 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1617 				return false;
   1618 			}
   1619 		}
   1620 	}
   1621 
   1622 	return true;
   1623 }
   1624 
   1625 static void
   1626 vmem_check(vmem_t *vm)
   1627 {
   1628 
   1629 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1630 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1631 	}
   1632 }
   1633 
   1634 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1635 
   1636 #if defined(UNITTEST)
   1637 int
   1638 main(void)
   1639 {
   1640 	int rc;
   1641 	vmem_t *vm;
   1642 	vmem_addr_t p;
   1643 	struct reg {
   1644 		vmem_addr_t p;
   1645 		vmem_size_t sz;
   1646 		bool x;
   1647 	} *reg = NULL;
   1648 	int nreg = 0;
   1649 	int nalloc = 0;
   1650 	int nfree = 0;
   1651 	vmem_size_t total = 0;
   1652 #if 1
   1653 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1654 #else
   1655 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1656 #endif
   1657 
   1658 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1659 #ifdef _KERNEL
   1660 	    IPL_NONE
   1661 #else
   1662 	    0
   1663 #endif
   1664 	    );
   1665 	if (vm == NULL) {
   1666 		printf("vmem_create\n");
   1667 		exit(EXIT_FAILURE);
   1668 	}
   1669 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1670 
   1671 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1672 	assert(rc == 0);
   1673 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1674 	assert(rc == 0);
   1675 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1676 	assert(rc == 0);
   1677 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1678 	assert(rc == 0);
   1679 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1680 	assert(rc == 0);
   1681 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1682 	assert(rc == 0);
   1683 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1684 	assert(rc == 0);
   1685 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1686 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1687 	assert(rc != 0);
   1688 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1689 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1690 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1691 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1692 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1693 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1694 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1695 	assert(rc != 0);
   1696 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1697 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1698 	assert(rc != 0);
   1699 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1700 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1701 	assert(rc == 0);
   1702 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1703 	for (;;) {
   1704 		struct reg *r;
   1705 		int t = rand() % 100;
   1706 
   1707 		if (t > 45) {
   1708 			/* alloc */
   1709 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1710 			bool x;
   1711 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1712 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1713 
   1714 			if (t > 70) {
   1715 				x = true;
   1716 				/* XXX */
   1717 				align = 1 << (rand() % 15);
   1718 				phase = rand() % 65536;
   1719 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1720 				if (align <= phase) {
   1721 					phase = 0;
   1722 				}
   1723 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1724 				    nocross)) {
   1725 					nocross = 0;
   1726 				}
   1727 				do {
   1728 					minaddr = rand() % 50000;
   1729 					maxaddr = rand() % 70000;
   1730 				} while (minaddr > maxaddr);
   1731 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1732 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1733 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1734 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1735 				    (uint64_t)sz,
   1736 				    (uint64_t)align,
   1737 				    (uint64_t)phase,
   1738 				    (uint64_t)nocross,
   1739 				    (uint64_t)minaddr,
   1740 				    (uint64_t)maxaddr);
   1741 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1742 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1743 			} else {
   1744 				x = false;
   1745 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1746 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1747 			}
   1748 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1749 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1750 			if (rc != 0) {
   1751 				if (x) {
   1752 					continue;
   1753 				}
   1754 				break;
   1755 			}
   1756 			nreg++;
   1757 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1758 			r = &reg[nreg - 1];
   1759 			r->p = p;
   1760 			r->sz = sz;
   1761 			r->x = x;
   1762 			total += sz;
   1763 			nalloc++;
   1764 		} else if (nreg != 0) {
   1765 			/* free */
   1766 			r = &reg[rand() % nreg];
   1767 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1768 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1769 			if (r->x) {
   1770 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1771 			} else {
   1772 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1773 			}
   1774 			total -= r->sz;
   1775 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1776 			*r = reg[nreg - 1];
   1777 			nreg--;
   1778 			nfree++;
   1779 		}
   1780 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1781 	}
   1782 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1783 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1784 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1785 }
   1786 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1787