Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.95
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.95 2016/07/07 06:55:43 msaitoh 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 1.95 2016/07/07 06:55:43 msaitoh 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 static void
    198 vmem_kick_pdaemon(void)
    199 {
    200 #if defined(_KERNEL)
    201 	mutex_spin_enter(&uvm_fpageqlock);
    202 	uvm_kick_pdaemon();
    203 	mutex_spin_exit(&uvm_fpageqlock);
    204 #endif
    205 }
    206 
    207 /* ---- boundary tag */
    208 
    209 static int bt_refill(vmem_t *vm);
    210 
    211 static void *
    212 pool_page_alloc_vmem_meta(struct pool *pp, int flags)
    213 {
    214 	const vm_flag_t vflags = (flags & PR_WAITOK) ? VM_SLEEP: VM_NOSLEEP;
    215 	vmem_addr_t va;
    216 	int ret;
    217 
    218 	ret = vmem_alloc(kmem_meta_arena, pp->pr_alloc->pa_pagesz,
    219 	    (vflags & ~VM_FITMASK) | VM_INSTANTFIT | VM_POPULATING, &va);
    220 
    221 	return ret ? NULL : (void *)va;
    222 }
    223 
    224 static void
    225 pool_page_free_vmem_meta(struct pool *pp, void *v)
    226 {
    227 
    228 	vmem_free(kmem_meta_arena, (vmem_addr_t)v, pp->pr_alloc->pa_pagesz);
    229 }
    230 
    231 /* allocator for vmem-pool metadata */
    232 struct pool_allocator pool_allocator_vmem_meta = {
    233 	.pa_alloc = pool_page_alloc_vmem_meta,
    234 	.pa_free = pool_page_free_vmem_meta,
    235 	.pa_pagesz = 0
    236 };
    237 
    238 static int
    239 bt_refill(vmem_t *vm)
    240 {
    241 	bt_t *bt;
    242 
    243 	VMEM_LOCK(vm);
    244 	if (vm->vm_nfreetags > BT_MINRESERVE) {
    245 		VMEM_UNLOCK(vm);
    246 		return 0;
    247 	}
    248 
    249 	mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    250 	while (!LIST_EMPTY(&vmem_btag_freelist) &&
    251 	    vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    252 		bt = LIST_FIRST(&vmem_btag_freelist);
    253 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    254 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    255 		vm->vm_nfreetags++;
    256 		vmem_btag_freelist_count--;
    257 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_inuse);
    258 	}
    259 	mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    260 
    261 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    262 		VMEM_UNLOCK(vm);
    263 		mutex_enter(&vmem_btag_refill_lock);
    264 		bt = pool_get(&vmem_btag_pool, PR_NOWAIT);
    265 		mutex_exit(&vmem_btag_refill_lock);
    266 		VMEM_LOCK(vm);
    267 		if (bt == NULL)
    268 			break;
    269 		LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    270 		vm->vm_nfreetags++;
    271 	}
    272 
    273 	if (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE) {
    274 		VMEM_UNLOCK(vm);
    275 		return ENOMEM;
    276 	}
    277 
    278 	VMEM_UNLOCK(vm);
    279 
    280 	if (kmem_meta_arena != NULL) {
    281 		(void)bt_refill(kmem_arena);
    282 		(void)bt_refill(kmem_va_meta_arena);
    283 		(void)bt_refill(kmem_meta_arena);
    284 	}
    285 
    286 	return 0;
    287 }
    288 
    289 static bt_t *
    290 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    291 {
    292 	bt_t *bt;
    293 	VMEM_LOCK(vm);
    294 	while (vm->vm_nfreetags <= BT_MINRESERVE && (flags & VM_POPULATING) == 0) {
    295 		VMEM_UNLOCK(vm);
    296 		if (bt_refill(vm)) {
    297 			if ((flags & VM_NOSLEEP) != 0) {
    298 				return NULL;
    299 			}
    300 
    301 			/*
    302 			 * It would be nice to wait for something specific here
    303 			 * but there are multiple ways that a retry could
    304 			 * succeed and we can't wait for multiple things
    305 			 * simultaneously.  So we'll just sleep for an arbitrary
    306 			 * short period of time and retry regardless.
    307 			 * This should be a very rare case.
    308 			 */
    309 
    310 			vmem_kick_pdaemon();
    311 			kpause("btalloc", false, 1, NULL);
    312 		}
    313 		VMEM_LOCK(vm);
    314 	}
    315 	bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    316 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    317 	vm->vm_nfreetags--;
    318 	VMEM_UNLOCK(vm);
    319 
    320 	return bt;
    321 }
    322 
    323 static void
    324 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    325 {
    326 
    327 	VMEM_LOCK(vm);
    328 	LIST_INSERT_HEAD(&vm->vm_freetags, bt, bt_freelist);
    329 	vm->vm_nfreetags++;
    330 	VMEM_UNLOCK(vm);
    331 }
    332 
    333 static void
    334 bt_freetrim(vmem_t *vm, int freelimit)
    335 {
    336 	bt_t *t;
    337 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
    338 
    339 	LIST_INIT(&tofree);
    340 
    341 	VMEM_LOCK(vm);
    342 	while (vm->vm_nfreetags > freelimit) {
    343 		bt_t *bt = LIST_FIRST(&vm->vm_freetags);
    344 		LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    345 		vm->vm_nfreetags--;
    346 		if (bt >= static_bts
    347 		    && bt < &static_bts[STATIC_BT_COUNT]) {
    348 			mutex_enter(&vmem_btag_lock);
    349 			LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    350 			vmem_btag_freelist_count++;
    351 			mutex_exit(&vmem_btag_lock);
    352 			VMEM_EVCNT_DECR(static_bt_inuse);
    353 		} else {
    354 			LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
    355 		}
    356 	}
    357 
    358 	VMEM_UNLOCK(vm);
    359 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
    360 		t = LIST_FIRST(&tofree);
    361 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
    362 		pool_put(&vmem_btag_pool, t);
    363 	}
    364 }
    365 #endif	/* defined(_KERNEL) */
    366 
    367 /*
    368  * freelist[0] ... [1, 1]
    369  * freelist[1] ... [2, 3]
    370  * freelist[2] ... [4, 7]
    371  * freelist[3] ... [8, 15]
    372  *  :
    373  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    374  *  :
    375  */
    376 
    377 static struct vmem_freelist *
    378 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    379 {
    380 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    381 	const int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    382 
    383 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    384 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    385 	KASSERT(idx >= 0);
    386 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    387 
    388 	return &vm->vm_freelist[idx];
    389 }
    390 
    391 /*
    392  * bt_freehead_toalloc: return the freelist for the given size and allocation
    393  * strategy.
    394  *
    395  * for VM_INSTANTFIT, return the list in which any blocks are large enough
    396  * for the requested size.  otherwise, return the list which can have blocks
    397  * large enough for the requested size.
    398  */
    399 
    400 static struct vmem_freelist *
    401 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    402 {
    403 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    404 	int idx = SIZE2ORDER(qsize);
    405 
    406 	KASSERT(size != 0 && qsize != 0);
    407 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    408 
    409 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    410 		idx++;
    411 		/* check too large request? */
    412 	}
    413 	KASSERT(idx >= 0);
    414 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    415 
    416 	return &vm->vm_freelist[idx];
    417 }
    418 
    419 /* ---- boundary tag hash */
    420 
    421 static struct vmem_hashlist *
    422 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    423 {
    424 	struct vmem_hashlist *list;
    425 	unsigned int hash;
    426 
    427 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    428 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    429 
    430 	return list;
    431 }
    432 
    433 static bt_t *
    434 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    435 {
    436 	struct vmem_hashlist *list;
    437 	bt_t *bt;
    438 
    439 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    440 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    441 		if (bt->bt_start == addr) {
    442 			break;
    443 		}
    444 	}
    445 
    446 	return bt;
    447 }
    448 
    449 static void
    450 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    451 {
    452 
    453 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    454 	vm->vm_inuse -= bt->bt_size;
    455 	vm->vm_nbusytag--;
    456 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    457 }
    458 
    459 static void
    460 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    461 {
    462 	struct vmem_hashlist *list;
    463 
    464 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    465 
    466 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    467 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    468 	vm->vm_nbusytag++;
    469 	vm->vm_inuse += bt->bt_size;
    470 }
    471 
    472 /* ---- boundary tag list */
    473 
    474 static void
    475 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    476 {
    477 
    478 	TAILQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    479 }
    480 
    481 static void
    482 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    483 {
    484 
    485 	TAILQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    486 }
    487 
    488 static void
    489 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    490 {
    491 
    492 	TAILQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    493 }
    494 
    495 static void
    496 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    497 {
    498 
    499 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    500 
    501 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    502 }
    503 
    504 static void
    505 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    506 {
    507 	struct vmem_freelist *list;
    508 
    509 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    510 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    511 }
    512 
    513 /* ---- vmem internal functions */
    514 
    515 #if defined(QCACHE)
    516 static inline vm_flag_t
    517 prf_to_vmf(int prflags)
    518 {
    519 	vm_flag_t vmflags;
    520 
    521 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    522 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    523 		vmflags = VM_SLEEP;
    524 	} else {
    525 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    526 	}
    527 	return vmflags;
    528 }
    529 
    530 static inline int
    531 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    532 {
    533 	int prflags;
    534 
    535 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    536 		prflags = PR_WAITOK;
    537 	} else {
    538 		prflags = PR_NOWAIT;
    539 	}
    540 	return prflags;
    541 }
    542 
    543 static size_t
    544 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    545 {
    546 	int i;
    547 
    548 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    549 		/* nothing */
    550 	}
    551 	return ORDER2SIZE(i);
    552 }
    553 
    554 static void *
    555 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    556 {
    557 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    558 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    559 	vmem_addr_t addr;
    560 
    561 	if (vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    562 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT, &addr) != 0)
    563 		return NULL;
    564 	return (void *)addr;
    565 }
    566 
    567 static void
    568 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    569 {
    570 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    571 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    572 
    573 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    574 }
    575 
    576 static void
    577 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
    578 {
    579 	qcache_t *prevqc;
    580 	struct pool_allocator *pa;
    581 	int qcache_idx_max;
    582 	int i;
    583 
    584 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    585 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    586 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    587 	}
    588 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    589 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    590 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    591 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    592 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    593 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    594 
    595 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    596 	prevqc = NULL;
    597 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    598 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    599 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    600 		pool_cache_t pc;
    601 
    602 		qc->qc_vmem = vm;
    603 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    604 		    vm->vm_name, size);
    605 
    606 		pc = pool_cache_init(size,
    607 		    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
    608 		    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH | PR_RECURSIVE /* XXX */,
    609 		    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
    610 
    611 		KASSERT(pc);
    612 
    613 		qc->qc_cache = pc;
    614 		KASSERT(qc->qc_cache != NULL);	/* XXX */
    615 		if (prevqc != NULL &&
    616 		    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
    617 		    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
    618 			pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    619 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    620 			continue;
    621 		}
    622 		qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
    623 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    624 		prevqc = qc;
    625 	}
    626 }
    627 
    628 static void
    629 qc_destroy(vmem_t *vm)
    630 {
    631 	const qcache_t *prevqc;
    632 	int i;
    633 	int qcache_idx_max;
    634 
    635 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    636 	prevqc = NULL;
    637 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    638 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    639 
    640 		if (prevqc == qc) {
    641 			continue;
    642 		}
    643 		pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
    644 		prevqc = qc;
    645 	}
    646 }
    647 #endif
    648 
    649 #if defined(_KERNEL)
    650 static void
    651 vmem_bootstrap(void)
    652 {
    653 
    654 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    655 	mutex_init(&vmem_btag_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    656 	mutex_init(&vmem_btag_refill_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_VM);
    657 
    658 	while (static_bt_count-- > 0) {
    659 		bt_t *bt = &static_bts[static_bt_count];
    660 		LIST_INSERT_HEAD(&vmem_btag_freelist, bt, bt_freelist);
    661 		VMEM_EVCNT_INCR(static_bt_count);
    662 		vmem_btag_freelist_count++;
    663 	}
    664 	vmem_bootstrapped = TRUE;
    665 }
    666 
    667 void
    668 vmem_subsystem_init(vmem_t *vm)
    669 {
    670 
    671 	kmem_va_meta_arena = vmem_init(&kmem_va_meta_arena_store, "vmem-va",
    672 	    0, 0, PAGE_SIZE, vmem_alloc, vmem_free, vm,
    673 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP | VM_LARGEIMPORT,
    674 	    IPL_VM);
    675 
    676 	kmem_meta_arena = vmem_init(&kmem_meta_arena_store, "vmem-meta",
    677 	    0, 0, PAGE_SIZE,
    678 	    uvm_km_kmem_alloc, uvm_km_kmem_free, kmem_va_meta_arena,
    679 	    0, VM_NOSLEEP | VM_BOOTSTRAP, IPL_VM);
    680 
    681 	pool_init(&vmem_btag_pool, sizeof(bt_t), 0, 0, PR_PHINPAGE,
    682 		    "vmembt", &pool_allocator_vmem_meta, IPL_VM);
    683 }
    684 #endif /* defined(_KERNEL) */
    685 
    686 static int
    687 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    688     int spanbttype)
    689 {
    690 	bt_t *btspan;
    691 	bt_t *btfree;
    692 
    693 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    694 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    695 	KASSERT(spanbttype == BT_TYPE_SPAN ||
    696 	    spanbttype == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    697 
    698 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    699 	if (btspan == NULL) {
    700 		return ENOMEM;
    701 	}
    702 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    703 	if (btfree == NULL) {
    704 		bt_free(vm, btspan);
    705 		return ENOMEM;
    706 	}
    707 
    708 	btspan->bt_type = spanbttype;
    709 	btspan->bt_start = addr;
    710 	btspan->bt_size = size;
    711 
    712 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    713 	btfree->bt_start = addr;
    714 	btfree->bt_size = size;
    715 
    716 	VMEM_LOCK(vm);
    717 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    718 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    719 	bt_insfree(vm, btfree);
    720 	vm->vm_size += size;
    721 	VMEM_UNLOCK(vm);
    722 
    723 	return 0;
    724 }
    725 
    726 static void
    727 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    728 {
    729 
    730 #if defined(QCACHE)
    731 	qc_destroy(vm);
    732 #endif /* defined(QCACHE) */
    733 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    734 		int i;
    735 
    736 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    737 			bt_t *bt;
    738 
    739 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    740 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    741 				bt_free(vm, bt);
    742 			}
    743 		}
    744 		if (vm->vm_hashlist != &vm->vm_hash0) {
    745 			xfree(vm->vm_hashlist,
    746 			    sizeof(struct vmem_hashlist *) * vm->vm_hashsize);
    747 		}
    748 	}
    749 
    750 	bt_freetrim(vm, 0);
    751 
    752 	VMEM_CONDVAR_DESTROY(vm);
    753 	VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
    754 	xfree(vm, sizeof(*vm));
    755 }
    756 
    757 static int
    758 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    759 {
    760 	vmem_addr_t addr;
    761 	int rc;
    762 
    763 	if (vm->vm_importfn == NULL) {
    764 		return EINVAL;
    765 	}
    766 
    767 	if (vm->vm_flags & VM_LARGEIMPORT) {
    768 		size *= 16;
    769 	}
    770 
    771 	if (vm->vm_flags & VM_XIMPORT) {
    772 		rc = ((vmem_ximport_t *)vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size,
    773 		    &size, flags, &addr);
    774 	} else {
    775 		rc = (vm->vm_importfn)(vm->vm_arg, size, flags, &addr);
    776 	}
    777 	if (rc) {
    778 		return ENOMEM;
    779 	}
    780 
    781 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) != 0) {
    782 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, addr, size);
    783 		return ENOMEM;
    784 	}
    785 
    786 	return 0;
    787 }
    788 
    789 static int
    790 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    791 {
    792 	bt_t *bt;
    793 	int i;
    794 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    795 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    796 	size_t oldhashsize;
    797 
    798 	KASSERT(newhashsize > 0);
    799 
    800 	newhashlist =
    801 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    802 	if (newhashlist == NULL) {
    803 		return ENOMEM;
    804 	}
    805 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    806 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    807 	}
    808 
    809 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    810 		xfree(newhashlist,
    811 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize);
    812 		return EBUSY;
    813 	}
    814 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    815 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    816 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    817 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    818 	if (oldhashlist == NULL) {
    819 		VMEM_UNLOCK(vm);
    820 		return 0;
    821 	}
    822 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    823 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    824 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    825 			bt_insbusy(vm, bt);
    826 		}
    827 	}
    828 	VMEM_UNLOCK(vm);
    829 
    830 	if (oldhashlist != &vm->vm_hash0) {
    831 		xfree(oldhashlist,
    832 		    sizeof(struct vmem_hashlist *) * oldhashsize);
    833 	}
    834 
    835 	return 0;
    836 }
    837 
    838 /*
    839  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    840  *
    841  * it's a caller's responsibility to ensure the region is big enough
    842  * before calling us.
    843  */
    844 
    845 static int
    846 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align,
    847     vmem_size_t phase, vmem_size_t nocross,
    848     vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr, vmem_addr_t *addrp)
    849 {
    850 	vmem_addr_t start;
    851 	vmem_addr_t end;
    852 
    853 	KASSERT(size > 0);
    854 	KASSERT(bt->bt_size >= size); /* caller's responsibility */
    855 
    856 	/*
    857 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    858 	 * unsigned integer of the same size.
    859 	 */
    860 
    861 	start = bt->bt_start;
    862 	if (start < minaddr) {
    863 		start = minaddr;
    864 	}
    865 	end = BT_END(bt);
    866 	if (end > maxaddr) {
    867 		end = maxaddr;
    868 	}
    869 	if (start > end) {
    870 		return ENOMEM;
    871 	}
    872 
    873 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    874 	if (start < bt->bt_start) {
    875 		start += align;
    876 	}
    877 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    878 		KASSERT(align < nocross);
    879 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    880 	}
    881 	if (start <= end && end - start >= size - 1) {
    882 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    883 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    884 		KASSERT(minaddr <= start);
    885 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size - 1 <= maxaddr);
    886 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    887 		KASSERT(BT_END(bt) - start >= size - 1);
    888 		*addrp = start;
    889 		return 0;
    890 	}
    891 	return ENOMEM;
    892 }
    893 
    894 /* ---- vmem API */
    895 
    896 /*
    897  * vmem_create_internal: creates a vmem arena.
    898  */
    899 
    900 vmem_t *
    901 vmem_init(vmem_t *vm, const char *name,
    902     vmem_addr_t base, vmem_size_t size, vmem_size_t quantum,
    903     vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    904     vmem_t *arg, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    905 {
    906 	int i;
    907 
    908 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    909 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    910 	KASSERT(quantum > 0);
    911 
    912 #if defined(_KERNEL)
    913 	/* XXX: SMP, we get called early... */
    914 	if (!vmem_bootstrapped) {
    915 		vmem_bootstrap();
    916 	}
    917 #endif /* defined(_KERNEL) */
    918 
    919 	if (vm == NULL) {
    920 		vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    921 	}
    922 	if (vm == NULL) {
    923 		return NULL;
    924 	}
    925 
    926 	VMEM_CONDVAR_INIT(vm, "vmem");
    927 	VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
    928 	vm->vm_flags = flags;
    929 	vm->vm_nfreetags = 0;
    930 	LIST_INIT(&vm->vm_freetags);
    931 	strlcpy(vm->vm_name, name, sizeof(vm->vm_name));
    932 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    933 	vm->vm_quantum_shift = SIZE2ORDER(quantum);
    934 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    935 	vm->vm_importfn = importfn;
    936 	vm->vm_releasefn = releasefn;
    937 	vm->vm_arg = arg;
    938 	vm->vm_nbusytag = 0;
    939 	vm->vm_size = 0;
    940 	vm->vm_inuse = 0;
    941 #if defined(QCACHE)
    942 	qc_init(vm, qcache_max, ipl);
    943 #endif /* defined(QCACHE) */
    944 
    945 	TAILQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    946 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    947 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    948 	}
    949 	memset(&vm->vm_hash0, 0, sizeof(struct vmem_hashlist));
    950 	vm->vm_hashsize = 1;
    951 	vm->vm_hashlist = &vm->vm_hash0;
    952 
    953 	if (size != 0) {
    954 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) != 0) {
    955 			vmem_destroy1(vm);
    956 			return NULL;
    957 		}
    958 	}
    959 
    960 #if defined(_KERNEL)
    961 	if (flags & VM_BOOTSTRAP) {
    962 		bt_refill(vm);
    963 	}
    964 
    965 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    966 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    967 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    968 #endif /* defined(_KERNEL) */
    969 
    970 	return vm;
    971 }
    972 
    973 
    974 
    975 /*
    976  * vmem_create: create an arena.
    977  *
    978  * => must not be called from interrupt context.
    979  */
    980 
    981 vmem_t *
    982 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    983     vmem_size_t quantum, vmem_import_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
    984     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
    985 {
    986 
    987 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
    988 
    989 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
    990 	    importfn, releasefn, source, qcache_max, flags, ipl);
    991 }
    992 
    993 /*
    994  * vmem_xcreate: create an arena takes alternative import func.
    995  *
    996  * => must not be called from interrupt context.
    997  */
    998 
    999 vmem_t *
   1000 vmem_xcreate(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
   1001     vmem_size_t quantum, vmem_ximport_t *importfn, vmem_release_t *releasefn,
   1002     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags, int ipl)
   1003 {
   1004 
   1005 	KASSERT((flags & (VM_XIMPORT)) == 0);
   1006 
   1007 	return vmem_init(NULL, name, base, size, quantum,
   1008 	    (vmem_import_t *)importfn, releasefn, source,
   1009 	    qcache_max, flags | VM_XIMPORT, ipl);
   1010 }
   1011 
   1012 void
   1013 vmem_destroy(vmem_t *vm)
   1014 {
   1015 
   1016 #if defined(_KERNEL)
   1017 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1018 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
   1019 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1020 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1021 
   1022 	vmem_destroy1(vm);
   1023 }
   1024 
   1025 vmem_size_t
   1026 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
   1027 {
   1028 
   1029 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
   1030 }
   1031 
   1032 /*
   1033  * vmem_alloc: allocate resource from the arena.
   1034  */
   1035 
   1036 int
   1037 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags, vmem_addr_t *addrp)
   1038 {
   1039 	const vm_flag_t strat __diagused = flags & VM_FITMASK;
   1040 
   1041 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1042 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
   1043 
   1044 	KASSERT(size > 0);
   1045 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1046 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1047 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1048 	}
   1049 
   1050 #if defined(QCACHE)
   1051 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1052 		void *p;
   1053 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1054 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1055 
   1056 		p = pool_cache_get(qc->qc_cache, vmf_to_prf(flags));
   1057 		if (addrp != NULL)
   1058 			*addrp = (vmem_addr_t)p;
   1059 		return (p == NULL) ? ENOMEM : 0;
   1060 	}
   1061 #endif /* defined(QCACHE) */
   1062 
   1063 	return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, VMEM_ADDR_MIN, VMEM_ADDR_MAX,
   1064 	    flags, addrp);
   1065 }
   1066 
   1067 int
   1068 vmem_xalloc(vmem_t *vm, const vmem_size_t size0, vmem_size_t align,
   1069     const vmem_size_t phase, const vmem_size_t nocross,
   1070     const vmem_addr_t minaddr, const vmem_addr_t maxaddr, const vm_flag_t flags,
   1071     vmem_addr_t *addrp)
   1072 {
   1073 	struct vmem_freelist *list;
   1074 	struct vmem_freelist *first;
   1075 	struct vmem_freelist *end;
   1076 	bt_t *bt;
   1077 	bt_t *btnew;
   1078 	bt_t *btnew2;
   1079 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
   1080 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
   1081 	vmem_addr_t start;
   1082 	int rc;
   1083 
   1084 	KASSERT(size0 > 0);
   1085 	KASSERT(size > 0);
   1086 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
   1087 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1088 		ASSERT_SLEEPABLE();
   1089 	}
   1090 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1091 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
   1092 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1093 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
   1094 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
   1095 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
   1096 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
   1097 	KASSERT(minaddr <= maxaddr);
   1098 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
   1099 
   1100 	if (align == 0) {
   1101 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
   1102 	}
   1103 
   1104 	/*
   1105 	 * allocate boundary tags before acquiring the vmem lock.
   1106 	 */
   1107 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
   1108 	if (btnew == NULL) {
   1109 		return ENOMEM;
   1110 	}
   1111 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
   1112 	if (btnew2 == NULL) {
   1113 		bt_free(vm, btnew);
   1114 		return ENOMEM;
   1115 	}
   1116 
   1117 	/*
   1118 	 * choose a free block from which we allocate.
   1119 	 */
   1120 retry_strat:
   1121 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
   1122 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
   1123 retry:
   1124 	bt = NULL;
   1125 	VMEM_LOCK(vm);
   1126 	vmem_check(vm);
   1127 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1128 		/*
   1129 		 * just choose the first block which satisfies our restrictions.
   1130 		 *
   1131 		 * note that we don't need to check the size of the blocks
   1132 		 * because any blocks found on these list should be larger than
   1133 		 * the given size.
   1134 		 */
   1135 		for (list = first; list < end; list++) {
   1136 			bt = LIST_FIRST(list);
   1137 			if (bt != NULL) {
   1138 				rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1139 				    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1140 				if (rc == 0) {
   1141 					goto gotit;
   1142 				}
   1143 				/*
   1144 				 * don't bother to follow the bt_freelist link
   1145 				 * here.  the list can be very long and we are
   1146 				 * told to run fast.  blocks from the later free
   1147 				 * lists are larger and have better chances to
   1148 				 * satisfy our restrictions.
   1149 				 */
   1150 			}
   1151 		}
   1152 	} else { /* VM_BESTFIT */
   1153 		/*
   1154 		 * we assume that, for space efficiency, it's better to
   1155 		 * allocate from a smaller block.  thus we will start searching
   1156 		 * from the lower-order list than VM_INSTANTFIT.
   1157 		 * however, don't bother to find the smallest block in a free
   1158 		 * list because the list can be very long.  we can revisit it
   1159 		 * if/when it turns out to be a problem.
   1160 		 *
   1161 		 * note that the 'first' list can contain blocks smaller than
   1162 		 * the requested size.  thus we need to check bt_size.
   1163 		 */
   1164 		for (list = first; list < end; list++) {
   1165 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
   1166 				if (bt->bt_size >= size) {
   1167 					rc = vmem_fit(bt, size, align, phase,
   1168 					    nocross, minaddr, maxaddr, &start);
   1169 					if (rc == 0) {
   1170 						goto gotit;
   1171 					}
   1172 				}
   1173 			}
   1174 		}
   1175 	}
   1176 	VMEM_UNLOCK(vm);
   1177 #if 1
   1178 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
   1179 		strat = VM_BESTFIT;
   1180 		goto retry_strat;
   1181 	}
   1182 #endif
   1183 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 || nocross != 0) {
   1184 
   1185 		/*
   1186 		 * XXX should try to import a region large enough to
   1187 		 * satisfy restrictions?
   1188 		 */
   1189 
   1190 		goto fail;
   1191 	}
   1192 	/* XXX eeek, minaddr & maxaddr not respected */
   1193 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
   1194 		goto retry;
   1195 	}
   1196 	/* XXX */
   1197 
   1198 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
   1199 		vmem_kick_pdaemon();
   1200 		VMEM_LOCK(vm);
   1201 		VMEM_CONDVAR_WAIT(vm);
   1202 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1203 		goto retry;
   1204 	}
   1205 fail:
   1206 	bt_free(vm, btnew);
   1207 	bt_free(vm, btnew2);
   1208 	return ENOMEM;
   1209 
   1210 gotit:
   1211 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
   1212 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
   1213 	bt_remfree(vm, bt);
   1214 	vmem_check(vm);
   1215 	if (bt->bt_start != start) {
   1216 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1217 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1218 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1219 		bt->bt_start = start;
   1220 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1221 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1222 		bt_insseg(vm, btnew2, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1223 		btnew2 = NULL;
   1224 		vmem_check(vm);
   1225 	}
   1226 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1227 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1228 		/* split */
   1229 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1230 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1231 		btnew->bt_size = size;
   1232 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1233 		bt->bt_size -= size;
   1234 		bt_insfree(vm, bt);
   1235 		bt_insseg(vm, btnew, TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist));
   1236 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1237 		vmem_check(vm);
   1238 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1239 	} else {
   1240 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1241 		bt_insbusy(vm, bt);
   1242 		vmem_check(vm);
   1243 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1244 		bt_free(vm, btnew);
   1245 		btnew = bt;
   1246 	}
   1247 	if (btnew2 != NULL) {
   1248 		bt_free(vm, btnew2);
   1249 	}
   1250 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1251 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1252 
   1253 	if (addrp != NULL)
   1254 		*addrp = btnew->bt_start;
   1255 	return 0;
   1256 }
   1257 
   1258 /*
   1259  * vmem_free: free the resource to the arena.
   1260  */
   1261 
   1262 void
   1263 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1264 {
   1265 
   1266 	KASSERT(size > 0);
   1267 
   1268 #if defined(QCACHE)
   1269 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1270 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1271 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1272 
   1273 		pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
   1274 		return;
   1275 	}
   1276 #endif /* defined(QCACHE) */
   1277 
   1278 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1279 }
   1280 
   1281 void
   1282 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1283 {
   1284 	bt_t *bt;
   1285 	bt_t *t;
   1286 	LIST_HEAD(, vmem_btag) tofree;
   1287 
   1288 	LIST_INIT(&tofree);
   1289 
   1290 	KASSERT(size > 0);
   1291 
   1292 	VMEM_LOCK(vm);
   1293 
   1294 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1295 	KASSERT(bt != NULL);
   1296 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1297 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1298 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1299 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1300 	bt_rembusy(vm, bt);
   1301 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1302 
   1303 	/* coalesce */
   1304 	t = TAILQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1305 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1306 		KASSERT(BT_END(bt) < t->bt_start);	/* YYY */
   1307 		bt_remfree(vm, t);
   1308 		bt_remseg(vm, t);
   1309 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1310 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1311 	}
   1312 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1313 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1314 		KASSERT(BT_END(t) < bt->bt_start);	/* YYY */
   1315 		bt_remfree(vm, t);
   1316 		bt_remseg(vm, t);
   1317 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1318 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1319 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1320 	}
   1321 
   1322 	t = TAILQ_PREV(bt, vmem_seglist, bt_seglist);
   1323 	KASSERT(t != NULL);
   1324 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1325 	if (vm->vm_releasefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1326 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1327 		vmem_addr_t spanaddr;
   1328 		vmem_size_t spansize;
   1329 
   1330 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1331 		spanaddr = bt->bt_start;
   1332 		spansize = bt->bt_size;
   1333 		bt_remseg(vm, bt);
   1334 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, bt, bt_freelist);
   1335 		bt_remseg(vm, t);
   1336 		LIST_INSERT_HEAD(&tofree, t, bt_freelist);
   1337 		vm->vm_size -= spansize;
   1338 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1339 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1340 		(*vm->vm_releasefn)(vm->vm_arg, spanaddr, spansize);
   1341 	} else {
   1342 		bt_insfree(vm, bt);
   1343 		VMEM_CONDVAR_BROADCAST(vm);
   1344 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1345 	}
   1346 
   1347 	while (!LIST_EMPTY(&tofree)) {
   1348 		t = LIST_FIRST(&tofree);
   1349 		LIST_REMOVE(t, bt_freelist);
   1350 		bt_free(vm, t);
   1351 	}
   1352 
   1353 	bt_freetrim(vm, BT_MAXFREE);
   1354 }
   1355 
   1356 /*
   1357  * vmem_add:
   1358  *
   1359  * => caller must ensure appropriate spl,
   1360  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1361  */
   1362 
   1363 int
   1364 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1365 {
   1366 
   1367 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1368 }
   1369 
   1370 /*
   1371  * vmem_size: information about arenas size
   1372  *
   1373  * => return free/allocated size in arena
   1374  */
   1375 vmem_size_t
   1376 vmem_size(vmem_t *vm, int typemask)
   1377 {
   1378 
   1379 	switch (typemask) {
   1380 	case VMEM_ALLOC:
   1381 		return vm->vm_inuse;
   1382 	case VMEM_FREE:
   1383 		return vm->vm_size - vm->vm_inuse;
   1384 	case VMEM_FREE|VMEM_ALLOC:
   1385 		return vm->vm_size;
   1386 	default:
   1387 		panic("vmem_size");
   1388 	}
   1389 }
   1390 
   1391 /* ---- rehash */
   1392 
   1393 #if defined(_KERNEL)
   1394 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1395 static int vmem_rehash_interval;
   1396 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1397 static struct work vmem_rehash_wk;
   1398 
   1399 static void
   1400 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1401 {
   1402 	vmem_t *vm;
   1403 
   1404 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1405 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1406 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1407 		size_t desired;
   1408 		size_t current;
   1409 
   1410 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1411 			continue;
   1412 		}
   1413 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1414 		current = vm->vm_hashsize;
   1415 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1416 
   1417 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1418 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1419 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1420 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1421 		}
   1422 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1423 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1424 		}
   1425 	}
   1426 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1427 
   1428 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1429 }
   1430 
   1431 static void
   1432 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1433 {
   1434 
   1435 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
   1436 }
   1437 
   1438 void
   1439 vmem_rehash_start(void)
   1440 {
   1441 	int error;
   1442 
   1443 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1444 	    vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
   1445 	if (error) {
   1446 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1447 	}
   1448 	callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
   1449 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1450 
   1451 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1452 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1453 }
   1454 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1455 
   1456 /* ---- debug */
   1457 
   1458 #if defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY)
   1459 
   1460 static void bt_dump(const bt_t *, void (*)(const char *, ...)
   1461     __printflike(1, 2));
   1462 
   1463 static const char *
   1464 bt_type_string(int type)
   1465 {
   1466 	static const char * const table[] = {
   1467 		[BT_TYPE_BUSY] = "busy",
   1468 		[BT_TYPE_FREE] = "free",
   1469 		[BT_TYPE_SPAN] = "span",
   1470 		[BT_TYPE_SPAN_STATIC] = "static span",
   1471 	};
   1472 
   1473 	if (type >= __arraycount(table)) {
   1474 		return "BOGUS";
   1475 	}
   1476 	return table[type];
   1477 }
   1478 
   1479 static void
   1480 bt_dump(const bt_t *bt, void (*pr)(const char *, ...))
   1481 {
   1482 
   1483 	(*pr)("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d(%s)\n",
   1484 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1485 	    bt->bt_type, bt_type_string(bt->bt_type));
   1486 }
   1487 
   1488 static void
   1489 vmem_dump(const vmem_t *vm , void (*pr)(const char *, ...) __printflike(1, 2))
   1490 {
   1491 	const bt_t *bt;
   1492 	int i;
   1493 
   1494 	(*pr)("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1495 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1496 		bt_dump(bt, pr);
   1497 	}
   1498 
   1499 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1500 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1501 
   1502 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1503 			continue;
   1504 		}
   1505 
   1506 		(*pr)("freelist[%d]\n", i);
   1507 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1508 			bt_dump(bt, pr);
   1509 		}
   1510 	}
   1511 }
   1512 
   1513 #endif /* defined(DDB) || defined(UNITTEST) || defined(VMEM_SANITY) */
   1514 
   1515 #if defined(DDB)
   1516 static bt_t *
   1517 vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
   1518 {
   1519 	bt_t *bt;
   1520 
   1521 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1522 		if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
   1523 			continue;
   1524 		}
   1525 		if (bt->bt_start <= addr && addr <= BT_END(bt)) {
   1526 			return bt;
   1527 		}
   1528 	}
   1529 
   1530 	return NULL;
   1531 }
   1532 
   1533 void
   1534 vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
   1535 {
   1536 	vmem_t *vm;
   1537 
   1538 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1539 		bt_t *bt;
   1540 
   1541 		bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
   1542 		if (bt == NULL) {
   1543 			continue;
   1544 		}
   1545 		(*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
   1546 		    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
   1547 		    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
   1548 		    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
   1549 	}
   1550 }
   1551 
   1552 void
   1553 vmem_printall(const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1554 {
   1555 	const vmem_t *vm;
   1556 
   1557 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1558 		vmem_dump(vm, pr);
   1559 	}
   1560 }
   1561 
   1562 void
   1563 vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
   1564 {
   1565 	const vmem_t *vm = (const void *)addr;
   1566 
   1567 	vmem_dump(vm, pr);
   1568 }
   1569 #endif /* defined(DDB) */
   1570 
   1571 #if defined(_KERNEL)
   1572 #define vmem_printf printf
   1573 #else
   1574 #include <stdio.h>
   1575 #include <stdarg.h>
   1576 
   1577 static void
   1578 vmem_printf(const char *fmt, ...)
   1579 {
   1580 	va_list ap;
   1581 	va_start(ap, fmt);
   1582 	vprintf(fmt, ap);
   1583 	va_end(ap);
   1584 }
   1585 #endif
   1586 
   1587 #if defined(VMEM_SANITY)
   1588 
   1589 static bool
   1590 vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
   1591 {
   1592 	const bt_t *bt, *bt2;
   1593 
   1594 	KASSERT(vm != NULL);
   1595 
   1596 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1597 		if (bt->bt_start > BT_END(bt)) {
   1598 			printf("corrupted tag\n");
   1599 			bt_dump(bt, vmem_printf);
   1600 			return false;
   1601 		}
   1602 	}
   1603 	TAILQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1604 		TAILQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1605 			if (bt == bt2) {
   1606 				continue;
   1607 			}
   1608 			if (BT_ISSPAN_P(bt) != BT_ISSPAN_P(bt2)) {
   1609 				continue;
   1610 			}
   1611 			if (bt->bt_start <= BT_END(bt2) &&
   1612 			    bt2->bt_start <= BT_END(bt)) {
   1613 				printf("overwrapped tags\n");
   1614 				bt_dump(bt, vmem_printf);
   1615 				bt_dump(bt2, vmem_printf);
   1616 				return false;
   1617 			}
   1618 		}
   1619 	}
   1620 
   1621 	return true;
   1622 }
   1623 
   1624 static void
   1625 vmem_check(vmem_t *vm)
   1626 {
   1627 
   1628 	if (!vmem_check_sanity(vm)) {
   1629 		panic("insanity vmem %p", vm);
   1630 	}
   1631 }
   1632 
   1633 #endif /* defined(VMEM_SANITY) */
   1634 
   1635 #if defined(UNITTEST)
   1636 int
   1637 main(void)
   1638 {
   1639 	int rc;
   1640 	vmem_t *vm;
   1641 	vmem_addr_t p;
   1642 	struct reg {
   1643 		vmem_addr_t p;
   1644 		vmem_size_t sz;
   1645 		bool x;
   1646 	} *reg = NULL;
   1647 	int nreg = 0;
   1648 	int nalloc = 0;
   1649 	int nfree = 0;
   1650 	vmem_size_t total = 0;
   1651 #if 1
   1652 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1653 #else
   1654 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1655 #endif
   1656 
   1657 	vm = vmem_create("test", 0, 0, 1, NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP,
   1658 #ifdef _KERNEL
   1659 	    IPL_NONE
   1660 #else
   1661 	    0
   1662 #endif
   1663 	    );
   1664 	if (vm == NULL) {
   1665 		printf("vmem_create\n");
   1666 		exit(EXIT_FAILURE);
   1667 	}
   1668 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1669 
   1670 	rc = vmem_add(vm, 0, 50, VM_SLEEP);
   1671 	assert(rc == 0);
   1672 	rc = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1673 	assert(rc == 0);
   1674 	rc = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1675 	assert(rc == 0);
   1676 	rc = vmem_add(vm, 40000, 65536, VM_SLEEP);
   1677 	assert(rc == 0);
   1678 	rc = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1679 	assert(rc == 0);
   1680 	rc = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1681 	assert(rc == 0);
   1682 	rc = vmem_add(vm, 0xffffff00, 0x100, VM_SLEEP);
   1683 	assert(rc == 0);
   1684 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x101, 0, 0, 0,
   1685 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1686 	assert(rc != 0);
   1687 	rc = vmem_xalloc(vm, 50, 0, 0, 0, 0, 49, strat|VM_SLEEP, &p);
   1688 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1689 	vmem_xfree(vm, p, 50);
   1690 	rc = vmem_xalloc(vm, 25, 0, 0, 0, 0, 24, strat|VM_SLEEP, &p);
   1691 	assert(rc == 0 && p == 0);
   1692 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1693 	    0xffffff01, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1694 	assert(rc != 0);
   1695 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1696 	    0xffffff00, 0xfffffffe, strat|VM_SLEEP, &p);
   1697 	assert(rc != 0);
   1698 	rc = vmem_xalloc(vm, 0x100, 0, 0, 0,
   1699 	    0xffffff00, 0xffffffff, strat|VM_SLEEP, &p);
   1700 	assert(rc == 0);
   1701 	vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1702 	for (;;) {
   1703 		struct reg *r;
   1704 		int t = rand() % 100;
   1705 
   1706 		if (t > 45) {
   1707 			/* alloc */
   1708 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1709 			bool x;
   1710 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1711 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1712 
   1713 			if (t > 70) {
   1714 				x = true;
   1715 				/* XXX */
   1716 				align = 1 << (rand() % 15);
   1717 				phase = rand() % 65536;
   1718 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1719 				if (align <= phase) {
   1720 					phase = 0;
   1721 				}
   1722 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1723 				    nocross)) {
   1724 					nocross = 0;
   1725 				}
   1726 				do {
   1727 					minaddr = rand() % 50000;
   1728 					maxaddr = rand() % 70000;
   1729 				} while (minaddr > maxaddr);
   1730 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1731 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1732 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1733 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1734 				    (uint64_t)sz,
   1735 				    (uint64_t)align,
   1736 				    (uint64_t)phase,
   1737 				    (uint64_t)nocross,
   1738 				    (uint64_t)minaddr,
   1739 				    (uint64_t)maxaddr);
   1740 				rc = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1741 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP, &p);
   1742 			} else {
   1743 				x = false;
   1744 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1745 				rc = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP, &p);
   1746 			}
   1747 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1748 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1749 			if (rc != 0) {
   1750 				if (x) {
   1751 					continue;
   1752 				}
   1753 				break;
   1754 			}
   1755 			nreg++;
   1756 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1757 			r = &reg[nreg - 1];
   1758 			r->p = p;
   1759 			r->sz = sz;
   1760 			r->x = x;
   1761 			total += sz;
   1762 			nalloc++;
   1763 		} else if (nreg != 0) {
   1764 			/* free */
   1765 			r = &reg[rand() % nreg];
   1766 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1767 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1768 			if (r->x) {
   1769 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1770 			} else {
   1771 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1772 			}
   1773 			total -= r->sz;
   1774 			vmem_dump(vm, vmem_printf);
   1775 			*r = reg[nreg - 1];
   1776 			nreg--;
   1777 			nfree++;
   1778 		}
   1779 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1780 	}
   1781 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1782 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1783 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1784 }
   1785 #endif /* defined(UNITTEST) */
   1786