Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.93
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.93 2015/08/24 22:50:32 pooka 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 1.93 2015/08/24 22:50:32 pooka Exp $");
     50 
     51 #if defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT)
     52 #include "opt_ddb.h"
     53 #endif /* defined(_KERNEL) && defined(_KERNEL_OPT) */
     54 
     55 #include <sys/param.h>
     56 #include <sys/hash.h>
     57 #include <sys/queue.h>
     58 #include <sys/bitops.h>
     59 
     60 #if defined(_KERNEL)
     61 #include <sys/systm.h>
     62 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     63 #include <sys/callout.h>
     64 #include <sys/kmem.h>
     65 #include <sys/pool.h>
     66 #include <sys/vmem.h>
     67 #include <sys/vmem_impl.h>
     68 #include <sys/workqueue.h>
     69 #include <sys/atomic.h>
     70 #include <uvm/uvm.h>
     71 #include <uvm/uvm_extern.h>
     72 #include <uvm/uvm_km.h>
     73 #include <uvm/uvm_page.h>
     74 #include <uvm/uvm_pdaemon.h>
     75 #else /* defined(_KERNEL) */
     76 #include <stdio.h>
     77 #include <errno.h>
     78 #include <assert.h>
     79 #include <stdlib.h>
     80 #include <string.h>
     81 #include "../sys/vmem.h"
     82 #include "../sys/vmem_impl.h"
     83 #endif /* defined(_KERNEL) */
     84 
     85 
     86 #if defined(_KERNEL)
     87 #include <sys/evcnt.h>
     88 #define VMEM_EVCNT_DEFINE(name) \
     89 struct evcnt vmem_evcnt_##name = EVCNT_INITIALIZER(EVCNT_TYPE_MISC, NULL, \
     90     "vmem", #name); \
     91 EVCNT_ATTACH_STATIC(vmem_evcnt_##name);
     92 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count++
     93 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	vmem_evcnt_##ev.ev_count--
     94 
     95 VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_count)
     96 VMEM_EVCNT_DEFINE(static_bt_inuse)
     97 
     98 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	cv_init(&vm->vm_cv, wchan)
     99 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	cv_destroy(&vm->vm_cv)
    100 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		cv_wait(&vm->vm_cv, &vm->vm_lock)
    101 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	cv_broadcast(&vm->vm_cv)
    102 
    103 #else /* defined(_KERNEL) */
    104 
    105 #define VMEM_EVCNT_INCR(ev)	/* nothing */
    106 #define VMEM_EVCNT_DECR(ev)	/* nothing */
    107 
    108 #define	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, wchan)	/* nothing */
    109 #define	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm)	/* nothing */
    110 #define	VMEM_CONDVAR_WAIT(vm)		/* nothing */
    111 #define	VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm)	/* nothing */
    112 
    113 #define	UNITTEST
    114 #define	KASSERT(a)		assert(a)
    115 #define	mutex_init(a, b, c)	/* nothing */
    116 #define	mutex_destroy(a)	/* nothing */
    117 #define	mutex_enter(a)		/* nothing */
    118 #define	mutex_tryenter(a)	true
    119 #define	mutex_exit(a)		/* nothing */
    120 #define	mutex_owned(a)		/* nothing */
    121 #define	ASSERT_SLEEPABLE()	/* nothing */
    122 #define	panic(...)		printf(__VA_ARGS__); abort()
    123 #endif /* defined(_KERNEL) */
    124 
    125 #if defined(VMEM_SANITY)
    126 static void vmem_check(vmem_t *);
    127 #else /* defined(VMEM_SANITY) */
    128 #define vmem_check(vm)	/* nothing */
    129 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
    130 
    131 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
    132 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	65536	/* XXX */
    133 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	1
    134 
    135 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
    136 
    137 #if defined(_KERNEL)
    138 static bool vmem_bootstrapped = false;
    139 static kmutex_t vmem_list_lock;
    140 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    141 #endif /* defined(_KERNEL) */
    142 
    143 /* ---- misc */
    144 
    145 #define	VMEM_LOCK(vm)		mutex_enter(&vm->vm_lock)
    146 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
    147 #define	VMEM_UNLOCK(vm)		mutex_exit(&vm->vm_lock)
    148 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl)	mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
    149 #define	VMEM_LOCK_DESTROY(vm)	mutex_destroy(&vm->vm_lock)
    150 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)	KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
    151 
    152 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    153 	(-(-(addr) & -(align)))
    154 
    155 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    156 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    157 
    158 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    159 #define	SIZE2ORDER(size)	((int)ilog2(size))
    160 
    161 #if !defined(_KERNEL)
    162 #define	xmalloc(sz, flags)	malloc(sz)
    163 #define	xfree(p, sz)		free(p)
    164 #define	bt_alloc(vm, flags)	malloc(sizeof(bt_t))
    165 #define	bt_free(vm, bt)		free(bt)
    166 #else /* defined(_KERNEL) */
    167 
    168 #define	xmalloc(sz, flags) \
    169     kmem_alloc(sz, ((flags) & VM_SLEEP) ? KM_SLEEP : KM_NOSLEEP);
    170 #define	xfree(p, sz)		kmem_free(p, sz);
    171 
    172 /*
    173  * BT_RESERVE calculation:
    174  * we allocate memory for boundry tags with vmem, therefor we have
    175  * to keep a reserve of bts used to allocated memory for bts.
    176  * This reserve is 4 for each arena involved in allocating vmems memory.
    177  * BT_MAXFREE: don't cache excessive counts of bts in arenas
    178  */
    179 #define STATIC_BT_COUNT 200
    180 #define BT_MINRESERVE 4
    181 #define BT_MAXFREE 64
    182 
    183 static struct vmem_btag static_bts[STATIC_BT_COUNT];
    184 static int static_bt_count = STATIC_BT_COUNT;
    185 
    186 static struct vmem kmem_va_meta_arena_store;
    187 vmem_t *kmem_va_meta_arena;
    188 static struct vmem kmem_meta_arena_store;
    189 vmem_t *kmem_meta_arena = NULL;
    190 
    191 static kmutex_t vmem_btag_refill_lock;
    192 static kmutex_t vmem_btag_lock;
    193 static LIST_HEAD(, vmem_btag) vmem_btag_freelist;
    194 static size_t vmem_btag_freelist_count = 0;
    195 static struct pool vmem_btag_pool;
    196 
    197 /* ---- boundary tag */
    198 
    199 static int bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags);
    200 
    201 static void *
    202 pool_page_alloc_vmem_meta(struct pool *pp, int flags)
    203 {
    204 	const vm_flag_t vflags = (flags & PR_WAITOK) ? VM_SLEEP: VM_NOSLEEP;
    205 	vmem_addr_t va;
    206 	int ret;
    207 
    208 	ret = vmem_alloc(kmem_meta_arena, pp->pr_alloc->pa_pagesz,
    209 	    (vflags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va);
    210 
    211 	return ret ? NULL : (void *)va;
    212 }
    213 
    214 static void
    215 pool_page_free_vmem_meta(struct pool *pp, void *v)
    216 {
    217 
    218 	vmem_free(kmem_meta_arena, (vmem_addr_t)v, pp->pr_alloc->pa_pagesz);
    219 }
    220 
    221 /* allocator for vmem-pool metadata */
    222 struct pool_allocator pool_allocator_vmem_meta = {
    223 	.pa_alloc = pool_page_alloc_vmem_meta,
    224 	.pa_free = pool_page_free_vmem_meta,
    225 	.pa_pagesz = 0
    226 };
    227 
    228 static int
    229 bt_refill(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    230 {
    231 	bt_t *bt;
    232 
    233 	KASSERT(flags & VM_NOSLEEP);
    234 
    235 	VMEM_LOCK(vm);
    236 	if (vm->vm_nfreetags > BT_MINRESERVE) {
    237 		VMEM_UNLOCK(vm);
    238 		return 0;
    239 	}
    240 
    241 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    242 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    243 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    244 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    245 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    246 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    247 		vm->vm_nfreetags++;
    248 		vmem_btag_freelist_count--;
    249 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    250 	}
    251 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    252 
    253 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    254 		VMEM_UNLOCK(vm);
    255 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    256 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    257 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    258 		VMEM_LOCK(vm);
    259 		if (bt == NULL)
    260 			break;
    261 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    262 		vm->vm_nfreetags++;
    263 	}
    264 
    265 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    266 		VMEM_UNLOCK(vm);
    267 		return ENOMEM;
    268 	}
    269 
    270 	VMEM_UNLOCK(vm);
    271 
    272 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    273 		bt_refill(kmem_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    274 		    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    275 		bt_refill(kmem_va_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    276 		    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    277 		bt_refill(kmem_meta_arena, (flags & ~VM_FITMASK)
    278 		    | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING);
    279 	}
    280 
    281 	return 0;
    282 }
    283 
    284 static bt_t *
    285 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    286 {
    287 	bt_t *bt;
    288 	VMEM_LOCK(vm);
    289 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    290 		VMEM_UNLOCK(vm);
    291 		if (bt_refill(vm, VM_NOSLEEP | VM_INSTANTFIT)) {
    292 			return NULL;
    293 		}
    294 		VMEM_LOCK(vm);
    295 	}
    296 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    297 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    298 	vm->vm_nfreetags--;
    299 	VMEM_UNLOCK(vm);
    300 
    301 	return bt;
    302 }
    303 
    304 static void
    305 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    306 {
    307 
    308 	VMEM_LOCK(vm);
    309 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    310 	vm->vm_nfreetags++;
    311 	VMEM_UNLOCK(vm);
    312 }
    313 
    314 static void
    315 bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    316 {
    317 	bt_t *t;
    318 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    319 
    320 	LIST_INIT(&tofree);
    321 
    322 	VMEM_LOCK(vm);
    323 	while (vm->vm_nfreetags > freelimit) {
    324 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    325 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    326 		vm->vm_nfreetags--;
    327 		if (bt >= static_bts
    328 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    329 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    330 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    331 			vmem_btag_freelist_count++;
    332 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    333 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    334 		} else {
    335 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    336 		}
    337 	}
    338 
    339 	VMEM_UNLOCK(vm);
    340 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    341 		t = LIST_FIRST(&tofree);
    342 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
    343 		pool_put(&vmem_btag_pool, t);
    344 	}
    345 }
    346 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    347 
    348 /*
    349  * freelist[0] ... [1, 1]
    350  * freelist[1] ... [2, 3]
    351  * freelist[2] ... [4, 7]
    352  * freelist[3] ... [8, 15]
    353  *  :
    354  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    355  *  :
    356  */
    357 
    358 static struct vmem_freelist *
    359 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    360 {
    361 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    362 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    363 
    364 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    365 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    366 	KASSERT(idx >= 0);
    367 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    368 
    369 	return &vm->vm_freelist[idx];
    370 }
    371 
    372 /*
    373  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    374  * strategy.
    375  *
    376  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    377  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    378  * large enough for the requested size.
    379  */
    380 
    381 static struct vmem_freelist *
    382 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    383 {
    384 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    385 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    386 
    387 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    388 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    389 
    390 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    391 		idx++;
    392 		/* check too large request? */
    393 	}
    394 	KASSERT(idx >= 0);
    395 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    396 
    397 	return &vm->vm_freelist[idx];
    398 }
    399 
    400 /* ---- boundary tag hash */
    401 
    402 static struct vmem_hashlist *
    403 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    404 {
    405 	struct vmem_hashlist *list;
    406 	unsigned int hash;
    407 
    408 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    409 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    410 
    411 	return list;
    412 }
    413 
    414 static bt_t *
    415 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    416 {
    417 	struct vmem_hashlist *list;
    418 	bt_t *bt;
    419 
    420 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    421 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    422 		if (bt->bt_start == addr) {
    423 			break;
    424 		}
    425 	}
    426 
    427 	return bt;
    428 }
    429 
    430 static void
    431 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    432 {
    433 
    434 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    435 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    436 	vm->vm_nbusytag--;
    437 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    438 }
    439 
    440 static void
    441 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    442 {
    443 	struct vmem_hashlist *list;
    444 
    445 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    446 
    447 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    448 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    449 	vm->vm_nbusytag++;
    450 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    451 }
    452 
    453 /* ---- boundary tag list */
    454 
    455 static void
    456 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    457 {
    458 
    459 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    460 }
    461 
    462 static void
    463 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    464 {
    465 
    466 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    467 }
    468 
    469 static void
    470 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    471 {
    472 
    473 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    474 }
    475 
    476 static void
    477 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    478 {
    479 
    480 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    481 
    482 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    483 }
    484 
    485 static void
    486 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    487 {
    488 	struct vmem_freelist *list;
    489 
    490 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    491 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    492 }
    493 
    494 /* ---- vmem internal functions */
    495 
    496 #if defined(QCACHE)
    497 static inline vm_flag_t
    498 prf_to_vmf(int prflags)
    499 {
    500 	vm_flag_t vmflags;
    501 
    502 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    503 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    504 		vmflags = VM_SLEEP;
    505 	} else {
    506 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    507 	}
    508 	return vmflags;
    509 }
    510 
    511 static inline int
    512 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    513 {
    514 	int prflags;
    515 
    516 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    517 		prflags = PR_WAITOK;
    518 	} else {
    519 		prflags = PR_NOWAIT;
    520 	}
    521 	return prflags;
    522 }
    523 
    524 static size_t
    525 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    526 {
    527 	int i;
    528 
    529 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    530 		/* nothing */
    531 	}
    532 	return ORDER2SIZE(i);
    533 }
    534 
    535 static void *
    536 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    537 {
    538 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    539 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    540 	vmem_addr_t addr;
    541 
    542 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    543 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    544 		return NULL;
    545 	return (void *)addr;
    546 }
    547 
    548 static void
    549 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    550 {
    551 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    552 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    553 
    554 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    555 }
    556 
    557 static void
    558 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    559 {
    560 	qcache_t *prevqc;
    561 	struct pool_allocator *pa;
    562 	int qcache_idx_max;
    563 	int i;
    564 
    565 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    566 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    567 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    568 	}
    569 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    570 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    571 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    572 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    573 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    574 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    575 
    576 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    577 	prevqc = NULL;
    578 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    579 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    580 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    581 		pool_cache_t pc;
    582 
    583 		qc->qc_vmem = vm;
    584 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    585 		    vm->vm_name, size);
    586 
    587 		pc = pool_cache_init(size,
    588 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    589 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    590 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    591 
    592 		KASSERT(pc);
    593 
    594 		qc->qc_cache = pc;
    595 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    596 		if (prevqc != NULL &&
    597 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    598 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    599 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    600 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    601 			continue;
    602 		}
    603 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    604 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    605 		prevqc = qc;
    606 	}
    607 }
    608 
    609 static void
    610 qc_destroy(vmem_t *vm)
    611 {
    612 	const qcache_t *prevqc;
    613 	int i;
    614 	int qcache_idx_max;
    615 
    616 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    617 	prevqc = NULL;
    618 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    619 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    620 
    621 		if (prevqc == qc) {
    622 			continue;
    623 		}
    624 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    625 		prevqc = qc;
    626 	}
    627 }
    628 #endif
    629 
    630 #if defined(_KERNEL)
    631 static void
    632 vmem_bootstrap(void)
    633 {
    634 
    635 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    636 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    637 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    638 
    639 	while (static_bt_count-- > 0) {
    640 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    641 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    642 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    643 		vmem_btag_freelist_count++;
    644 	}
    645 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    646 }
    647 
    648 void
    649 vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    650 {
    651 
    652 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    653 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    654 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    655 	    IPL_VM);
    656 
    657 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    658 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    659 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    660 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    661 
    662 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), 0, 0, PR_PHINPAGE,
    663 		    "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    664 }
    665 #endif /* defined(_KERNEL) */
    666 
    667 static int
    668 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    669     int spanbttype)
    670 {
    671 	bt_t *btspan;
    672 	bt_t *btfree;
    673 
    674 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    675 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    676 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    677 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    678 
    679 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    680 	if (btspan == NULL) {
    681 		return ENOMEM;
    682 	}
    683 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    684 	if (btfree == NULL) {
    685 		bt_free(vm, btspan);
    686 		return ENOMEM;
    687 	}
    688 
    689 	btspan->bt_type = spanbttype;
    690 	btspan->bt_start = addr;
    691 	btspan->bt_size = size;
    692 
    693 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    694 	btfree->bt_start = addr;
    695 	btfree->bt_size = size;
    696 
    697 	VMEM_LOCK(vm);
    698 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    699 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    700 	bt_insfree(vm, btfree);
    701 	vm->vm_size += size;
    702 	VMEM_UNLOCK(vm);
    703 
    704 	return 0;
    705 }
    706 
    707 static void
    708 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    709 {
    710 
    711 #if defined(QCACHE)
    712 	qc_destroy(vm);
    713 #endif /* defined(QCACHE) */
    714 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    715 		int i;
    716 
    717 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    718 			bt_t *bt;
    719 
    720 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    721 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    722 				bt_free(vm, bt);
    723 			}
    724 		}
    725 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    726 			xfree(vm->vm_hashlist,
    727 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    728 		}
    729 	}
    730 
    731 	bt_freetrim(vm, 0);
    732 
    733 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    734 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    735 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    736 }
    737 
    738 static int
    739 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    740 {
    741 	vmem_addr_t addr;
    742 	int rc;
    743 
    744 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    745 		return EINVAL;
    746 	}
    747 
    748 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    749 		size *= 16;
    750 	}
    751 
    752 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    753 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    754 		    &size, flags, &addr);
    755 	} else {
    756 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    757 	}
    758 	if (rc) {
    759 		return ENOMEM;
    760 	}
    761 
    762 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    763 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    764 		return ENOMEM;
    765 	}
    766 
    767 	return 0;
    768 }
    769 
    770 static int
    771 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    772 {
    773 	bt_t *bt;
    774 	int i;
    775 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    776 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    777 	size_t oldhashsize;
    778 
    779 	KASSERT(newhashsize > 0);
    780 
    781 	newhashlist =
    782 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    783 	if (newhashlist == NULL) {
    784 		return ENOMEM;
    785 	}
    786 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    787 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    788 	}
    789 
    790 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    791 		xfree(newhashlist,
    792 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    793 		return EBUSY;
    794 	}
    795 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    796 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    797 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    798 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    799 	if (oldhashlist == NULL) {
    800 		VMEM_UNLOCK(vm);
    801 		return 0;
    802 	}
    803 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    804 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    805 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    806 			bt_insbusy(vm, bt);
    807 		}
    808 	}
    809 	VMEM_UNLOCK(vm);
    810 
    811 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    812 		xfree(oldhashlist,
    813 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    814 	}
    815 
    816 	return 0;
    817 }
    818 
    819 /*
    820  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    821  *
    822  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    823  * before calling us.
    824  */
    825 
    826 static int
    827 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    828     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    829     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    830 {
    831 	vmem_addr_t start;
    832 	vmem_addr_t end;
    833 
    834 	KASSERT(size > 0);
    835 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    836 
    837 	/*
    838 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    839 	 * unsigned integer of the same size.
    840 	 */
    841 
    842 	start = bt->bt_start;
    843 	if (start < minaddr) {
    844 		start = minaddr;
    845 	}
    846 	end = BT_END(bt);
    847 	if (end > maxaddr) {
    848 		end = maxaddr;
    849 	}
    850 	if (start > end) {
    851 		return ENOMEM;
    852 	}
    853 
    854 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    855 	if (start < bt->bt_start) {
    856 		start += align;
    857 	}
    858 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    859 		KASSERT(align < nocross);
    860 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    861 	}
    862 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    863 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    864 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    865 		KASSERT(minaddr <= start);
    866 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    867 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    868 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    869 		*addrp = start;
    870 		return 0;
    871 	}
    872 	return ENOMEM;
    873 }
    874 
    875 /* ---- vmem API */
    876 
    877 /*
    878  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    879  */
    880 
    881 vmem_t *
    882 vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    883     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    884     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    885     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    886 {
    887 	int i;
    888 
    889 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    890 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    891 	KASSERT(quantum > 0);
    892 
    893 #if defined(_KERNEL)
    894 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    895 	if (!vmem_bootstrapped) {
    896 		vmem_bootstrap();
    897 	}
    898 #endif /* defined(_KERNEL) */
    899 
    900 	if (vm == NULL) {
    901 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    902 	}
    903 	if (vm == NULL) {
    904 		return NULL;
    905 	}
    906 
    907 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    908 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    909 	vm->vm_flags = flags;
    910 	vm->vm_nfreetags = 0;
    911 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    912 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    913 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    914 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    915 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    916 	vm->vm_importfn = importfn;
    917 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    918 	vm->vm_arg = arg;
    919 	vm->vm_nbusytag = 0;
    920 	vm->vm_size = 0;
    921 	vm->vm_inuse = 0;
    922 #if defined(QCACHE)
    923 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    924 #endif /* defined(QCACHE) */
    925 
    926 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    927 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    928 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    929 	}
    930 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(struct vmem_hashlist));
    931 	vm->vm_hashsize = 1;
    932 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    933 
    934 	if (size != 0) {
    935 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    936 			vmem_destroy1(vm);
    937 			return NULL;
    938 		}
    939 	}
    940 
    941 #if defined(_KERNEL)
    942 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    943 		bt_refill(vm, VM_NOSLEEP);
    944 	}
    945 
    946 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    947 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    948 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    949 #endif /* defined(_KERNEL) */
    950 
    951 	return vm;
    952 }
    953 
    954 
    955 
    956 /*
    957  * vmem_create: create an arena.
    958  *
    959  * => must not be called from interrupt context.
    960  */
    961 
    962 vmem_t *
    963 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    964     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    965     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    966 {
    967 
    968 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
    969 
    970 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
    971 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
    972 }
    973 
    974 /*
    975  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
    976  *
    977  * => must not be called from interrupt context.
    978  */
    979 
    980 vmem_t *
    981 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    982     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    983     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    984 {
    985 
    986 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
    987 
    988 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
    989 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
    990 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
    991 }
    992 
    993 void
    994 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    995 {
    996 
    997 #if defined(_KERNEL)
    998 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    999 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1000 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1001 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1002 
   1003 	vmem_destroy1(vm);
   1004 }
   1005 
   1006 vmem_size_t
   1007 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1008 {
   1009 
   1010 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1011 }
   1012 
   1013 /*
   1014  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1015  */
   1016 
   1017 int
   1018 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1019 {
   1020 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1021 
   1022 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1023 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1024 
   1025 	KASSERT(size > 0);
   1026 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1027 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1028 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1029 	}
   1030 
   1031 #if defined(QCACHE)
   1032 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1033 		void *p;
   1034 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1035 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1036 
   1037 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1038 		if (addrp != NULL)
   1039 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1040 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1041 	}
   1042 #endif /* defined(QCACHE) */
   1043 
   1044 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1045 	    flags, addrp);
   1046 }
   1047 
   1048 int
   1049 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1050     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1051     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1052     vmem_addr_t *addrp)
   1053 {
   1054 	struct vmem_freelist *list;
   1055 	struct vmem_freelist *first;
   1056 	struct vmem_freelist *end;
   1057 	bt_t *bt;
   1058 	bt_t *btnew;
   1059 	bt_t *btnew2;
   1060 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1061 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1062 	vmem_addr_t start;
   1063 	int rc;
   1064 
   1065 	KASSERT(size0 > 0);
   1066 	KASSERT(size > 0);
   1067 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1068 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1069 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1070 	}
   1071 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1072 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1073 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1074 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1075 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1076 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1077 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1078 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1079 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1080 
   1081 	if (align == 0) {
   1082 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1083 	}
   1084 
   1085 	/*
   1086 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1087 	 */
   1088 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1089 	if (btnew == NULL) {
   1090 		return ENOMEM;
   1091 	}
   1092 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1093 	if (btnew2 == NULL) {
   1094 		bt_free(vm, btnew);
   1095 		return ENOMEM;
   1096 	}
   1097 
   1098 	/*
   1099 	 * choose a free block from which we allocate.
   1100 	 */
   1101 retry_strat:
   1102 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1103 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1104 retry:
   1105 	bt = NULL;
   1106 	VMEM_LOCK(vm);
   1107 	vmem_check(vm);
   1108 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1109 		/*
   1110 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1111 		 *
   1112 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1113 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1114 		 * the given size.
   1115 		 */
   1116 		for (list = first; list < end; list++) {
   1117 			bt = LIST_FIRST(list);
   1118 			if (bt != NULL) {
   1119 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1120 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1121 				if (rc == 0) {
   1122 					goto gotit;
   1123 				}
   1124 				/*
   1125 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1126 				 * here.  the list can be very long and we are
   1127 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1128 				 * lists are larger and have better chances to
   1129 				 * satisfy our restrictions.
   1130 				 */
   1131 			}
   1132 		}
   1133 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1134 		/*
   1135 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1136 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1137 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1138 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1139 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1140 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1141 		 *
   1142 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1143 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1144 		 */
   1145 		for (list = first; list < end; list++) {
   1146 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1147 				if (bt->bt_size >= size) {
   1148 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1149 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1150 					if (rc == 0) {
   1151 						goto gotit;
   1152 					}
   1153 				}
   1154 			}
   1155 		}
   1156 	}
   1157 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1158 #if 1
   1159 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1160 		strat = VM_BESTFIT;
   1161 		goto retry_strat;
   1162 	}
   1163 #endif
   1164 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1165 
   1166 		/*
   1167 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1168 		 * satisfy restrictions?
   1169 		 */
   1170 
   1171 		goto fail;
   1172 	}
   1173 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1174 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1175 		goto retry;
   1176 	}
   1177 	/* XXX */
   1178 
   1179 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1180 #if defined(_KERNEL)
   1181 		mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
   1182 		uvm_kick_pdaemon();
   1183 		mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
   1184 #endif
   1185 		VMEM_LOCK(vm);
   1186 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1187 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1188 		goto retry;
   1189 	}
   1190 fail:
   1191 	bt_free(vm, btnew);
   1192 	bt_free(vm, btnew2);
   1193 	return ENOMEM;
   1194 
   1195 gotit:
   1196 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1197 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1198 	bt_remfree(vm, bt);
   1199 	vmem_check(vm);
   1200 	if (bt->bt_start != start) {
   1201 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1202 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1203 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1204 		bt->bt_start = start;
   1205 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1206 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1207 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1208 		btnew2 = NULL;
   1209 		vmem_check(vm);
   1210 	}
   1211 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1212 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1213 		/* split */
   1214 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1215 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1216 		btnew->bt_size = size;
   1217 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1218 		bt->bt_size -= size;
   1219 		bt_insfree(vm, bt);
   1220 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1221 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1222 		vmem_check(vm);
   1223 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1224 	} else {
   1225 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1226 		bt_insbusy(vm, bt);
   1227 		vmem_check(vm);
   1228 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1229 		bt_free(vm, btnew);
   1230 		btnew = bt;
   1231 	}
   1232 	if (btnew2 != NULL) {
   1233 		bt_free(vm, btnew2);
   1234 	}
   1235 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1236 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1237 
   1238 	if (addrp != NULL)
   1239 		*addrp = btnew->bt_start;
   1240 	return 0;
   1241 }
   1242 
   1243 /*
   1244  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1245  */
   1246 
   1247 void
   1248 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1249 {
   1250 
   1251 	KASSERT(size > 0);
   1252 
   1253 #if defined(QCACHE)
   1254 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1255 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1256 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1257 
   1258 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1259 		return;
   1260 	}
   1261 #endif /* defined(QCACHE) */
   1262 
   1263 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1264 }
   1265 
   1266 void
   1267 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1268 {
   1269 	bt_t *bt;
   1270 	bt_t *t;
   1271 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1272 
   1273 	LIST_INIT(&tofree);
   1274 
   1275 	KASSERT(size > 0);
   1276 
   1277 	VMEM_LOCK(vm);
   1278 
   1279 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1280 	KASSERT(bt != NULL);
   1281 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1282 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1283 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1284 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1285 	bt_rembusy(vm, bt);
   1286 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1287 
   1288 	/* coalesce */
   1289 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1290 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1291 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1292 		bt_remfree(vm, t);
   1293 		bt_remseg(vm, t);
   1294 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1295 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1296 	}
   1297 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1298 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1299 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1300 		bt_remfree(vm, t);
   1301 		bt_remseg(vm, t);
   1302 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1303 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1304 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1305 	}
   1306 
   1307 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1308 	KASSERT(t != NULL);
   1309 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1310 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1311 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1312 		vmem_addr_t spanaddr;
   1313 		vmem_size_t spansize;
   1314 
   1315 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1316 		spanaddr = bt->bt_start;
   1317 		spansize = bt->bt_size;
   1318 		bt_remseg(vm, bt);
   1319 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1320 		bt_remseg(vm, t);
   1321 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1322 		vm->vm_size -= spansize;
   1323 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1324 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1325 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1326 	} else {
   1327 		bt_insfree(vm, bt);
   1328 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1329 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1330 	}
   1331 
   1332 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1333 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1334 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1335 		bt_free(vm, t);
   1336 	}
   1337 
   1338 	bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1339 }
   1340 
   1341 /*
   1342  * vmem_add:
   1343  *
   1344  * => caller must ensure appropriate spl,
   1345  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1346  */
   1347 
   1348 int
   1349 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1350 {
   1351 
   1352 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1353 }
   1354 
   1355 /*
   1356  * vmem_size: information about arenas size
   1357  *
   1358  * => return free/allocated size in arena
   1359  */
   1360 vmem_size_t
   1361 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1362 {
   1363 
   1364 	switch (typemask) {
   1365 	case VMEM_ALLOC:
   1366 		return vm->vm_inuse;
   1367 	case VMEM_FREE:
   1368 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1369 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1370 		return vm->vm_size;
   1371 	default:
   1372 		panic("vmem_size");
   1373 	}
   1374 }
   1375 
   1376 /* ---- rehash */
   1377 
   1378 #if defined(_KERNEL)
   1379 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1380 static int vmem_rehash_interval;
   1381 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1382 static struct work vmem_rehash_wk;
   1383 
   1384 static void
   1385 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1386 {
   1387 	vmem_t *vm;
   1388 
   1389 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1390 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1391 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1392 		size_t desired;
   1393 		size_t current;
   1394 
   1395 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1396 			continue;
   1397 		}
   1398 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1399 		current = vm->vm_hashsize;
   1400 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1401 
   1402 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1403 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1404 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1405 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1406 		}
   1407 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1408 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1409 		}
   1410 	}
   1411 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1412 
   1413 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1414 }
   1415 
   1416 static void
   1417 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1418 {
   1419 
   1420 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1421 }
   1422 
   1423 void
   1424 vmem_rehash_start(void)
   1425 {
   1426 	int error;
   1427 
   1428 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1429 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1430 	if (error) {
   1431 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1432 	}
   1433 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1434 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1435 
   1436 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1437 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1438 }
   1439 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1440 
   1441 /* ---- debug */
   1442 
   1443 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1444 
   1445 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1446     __printflike(1, 2));
   1447 
   1448 static const char *
   1449 bt_type_string(int type)
   1450 {
   1451 	static const char * const table[] = {
   1452 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1453 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1454 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1455 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1456 	};
   1457 
   1458 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1459 		return "BOGUS";
   1460 	}
   1461 	return table[type];
   1462 }
   1463 
   1464 static void
   1465 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1466 {
   1467 
   1468 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1469 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1470 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1471 }
   1472 
   1473 static void
   1474 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1475 {
   1476 	const bt_t *bt;
   1477 	int i;
   1478 
   1479 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1480 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1481 		bt_dump(bt, pr);
   1482 	}
   1483 
   1484 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1485 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1486 
   1487 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1488 			continue;
   1489 		}
   1490 
   1491 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1492 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1493 			bt_dump(bt, pr);
   1494 		}
   1495 	}
   1496 }
   1497 
   1498 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1499 
   1500 #if defined(DDB)
   1501 static bt_t *
   1502 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1503 {
   1504 	bt_t *bt;
   1505 
   1506 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1507 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1508 			continue;
   1509 		}
   1510 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1511 			return bt;
   1512 		}
   1513 	}
   1514 
   1515 	return NULL;
   1516 }
   1517 
   1518 void
   1519 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1520 {
   1521 	vmem_t *vm;
   1522 
   1523 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1524 		bt_t *bt;
   1525 
   1526 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1527 		if (bt == NULL) {
   1528 			continue;
   1529 		}
   1530 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1531 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1532 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1533 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1534 	}
   1535 }
   1536 
   1537 void
   1538 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1539 {
   1540 	const vmem_t *vm;
   1541 
   1542 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1543 		vmem_dump(vm, pr);
   1544 	}
   1545 }
   1546 
   1547 void
   1548 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1549 {
   1550 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1551 
   1552 	vmem_dump(vm, pr);
   1553 }
   1554 #endif /* defined(DDB) */
   1555 
   1556 #if defined(_KERNEL)
   1557 #define vmem_printf printf
   1558 #else
   1559 #include <stdio.h>
   1560 #include <stdarg.h>
   1561 
   1562 static void
   1563 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1564 {
   1565 	va_list ap;
   1566 	va_start(ap, fmt);
   1567 	vprintf(fmt, ap);
   1568 	va_end(ap);
   1569 }
   1570 #endif
   1571 
   1572 #if defined(VMEM_SANITY)
   1573 
   1574 static bool
   1575 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1576 {
   1577 	const bt_t *bt, *bt2;
   1578 
   1579 	KASSERT(vm != NULL);
   1580 
   1581 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1582 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1583 			printf("corrupted tag\n");
   1584 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1585 			return false;
   1586 		}
   1587 	}
   1588 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1589 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1590 			if (bt == bt2) {
   1591 				continue;
   1592 			}
   1593 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1594 				continue;
   1595 			}
   1596 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1597 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1598 				printf("overwrapped tags\n");
   1599 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1600 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1601 				return false;
   1602 			}
   1603 		}
   1604 	}
   1605 
   1606 	return true;
   1607 }
   1608 
   1609 static void
   1610 vmem_check(vmem_t *vm)
   1611 {
   1612 
   1613 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1614 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1615 	}
   1616 }
   1617 
   1618 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1619 
   1620 #if defined(UNITTEST)
   1621 int
   1622 main(void)
   1623 {
   1624 	int rc;
   1625 	vmem_t *vm;
   1626 	vmem_addr_t p;
   1627 	struct reg {
   1628 		vmem_addr_t p;
   1629 		vmem_size_t sz;
   1630 		bool x;
   1631 	} *reg = NULL;
   1632 	int nreg = 0;
   1633 	int nalloc = 0;
   1634 	int nfree = 0;
   1635 	vmem_size_t total = 0;
   1636 #if 1
   1637 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1638 #else
   1639 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1640 #endif
   1641 
   1642 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1643 #ifdef _KERNEL
   1644 	    IPL_NONE
   1645 #else
   1646 	    0
   1647 #endif
   1648 	    );
   1649 	if (vm == NULL) {
   1650 		printf("vmem_create\n");
   1651 		exit(EXIT_FAILURE);
   1652 	}
   1653 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1654 
   1655 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1656 	assert(rc == 0);
   1657 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1658 	assert(rc == 0);
   1659 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1660 	assert(rc == 0);
   1661 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1662 	assert(rc == 0);
   1663 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1664 	assert(rc == 0);
   1665 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1666 	assert(rc == 0);
   1667 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1668 	assert(rc == 0);
   1669 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1670 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1671 	assert(rc != 0);
   1672 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1673 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1674 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1675 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1676 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1677 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1678 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1679 	assert(rc != 0);
   1680 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1681 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1682 	assert(rc != 0);
   1683 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1684 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1685 	assert(rc == 0);
   1686 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1687 	for (;;) {
   1688 		struct reg *r;
   1689 		int t = rand() % 100;
   1690 
   1691 		if (t > 45) {
   1692 			/* alloc */
   1693 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1694 			bool x;
   1695 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1696 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1697 
   1698 			if (t > 70) {
   1699 				x = true;
   1700 				/* XXX */
   1701 				align = 1 << (rand() % 15);
   1702 				phase = rand() % 65536;
   1703 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1704 				if (align <= phase) {
   1705 					phase = 0;
   1706 				}
   1707 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1708 				    nocross)) {
   1709 					nocross = 0;
   1710 				}
   1711 				do {
   1712 					minaddr = rand() % 50000;
   1713 					maxaddr = rand() % 70000;
   1714 				} while (minaddr > maxaddr);
   1715 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1716 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1717 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1718 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1719 				    (uint64_t)sz,
   1720 				    (uint64_t)align,
   1721 				    (uint64_t)phase,
   1722 				    (uint64_t)nocross,
   1723 				    (uint64_t)minaddr,
   1724 				    (uint64_t)maxaddr);
   1725 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1726 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1727 			} else {
   1728 				x = false;
   1729 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1730 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1731 			}
   1732 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1733 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1734 			if (rc != 0) {
   1735 				if (x) {
   1736 					continue;
   1737 				}
   1738 				break;
   1739 			}
   1740 			nreg++;
   1741 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1742 			r = &reg[nreg - 1];
   1743 			r->p = p;
   1744 			r->sz = sz;
   1745 			r->x = x;
   1746 			total += sz;
   1747 			nalloc++;
   1748 		} else if (nreg != 0) {
   1749 			/* free */
   1750 			r = &reg[rand() % nreg];
   1751 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1752 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1753 			if (r->x) {
   1754 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1755 			} else {
   1756 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1757 			}
   1758 			total -= r->sz;
   1759 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1760 			*r = reg[nreg - 1];
   1761 			nreg--;
   1762 			nfree++;
   1763 		}
   1764 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1765 	}
   1766 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1767 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1768 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1769 }
   1770 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1771