[BACK]Return to subr_vmem.c CVS log [TXT][DIR] Up to [cvs.NetBSD.org] / src / sys / kern

Annotation of src/sys/kern/subr_vmem.c, Revision 1.44

1.44    ! cegger      1: /*     $NetBSD: subr_vmem.c,v 1.43 2008/12/07 00:51:15 cegger Exp $    */
1.1       yamt        2:
                      3: /*-
                      4:  * Copyright (c)2006 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
1.18      yamt       34:  *
                     35:  * todo:
                     36:  * -   decide how to import segments for vmem_xalloc.
                     37:  * -   don't rely on malloc(9).
1.1       yamt       38:  */
                     39:
                     40: #include <sys/cdefs.h>
1.44    ! cegger     41: __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.43 2008/12/07 00:51:15 cegger Exp $");
1.1       yamt       42:
                     43: #define        VMEM_DEBUG
1.5       yamt       44: #if defined(_KERNEL)
1.37      yamt       45: #include "opt_ddb.h"
1.5       yamt       46: #define        QCACHE
                     47: #endif /* defined(_KERNEL) */
1.1       yamt       48:
                     49: #include <sys/param.h>
                     50: #include <sys/hash.h>
                     51: #include <sys/queue.h>
                     52:
                     53: #if defined(_KERNEL)
                     54: #include <sys/systm.h>
1.30      yamt       55: #include <sys/kernel.h>        /* hz */
                     56: #include <sys/callout.h>
1.1       yamt       57: #include <sys/malloc.h>
                     58: #include <sys/once.h>
                     59: #include <sys/pool.h>
                     60: #include <sys/vmem.h>
1.30      yamt       61: #include <sys/workqueue.h>
1.1       yamt       62: #else /* defined(_KERNEL) */
                     63: #include "../sys/vmem.h"
                     64: #endif /* defined(_KERNEL) */
                     65:
                     66: #if defined(_KERNEL)
1.31      ad         67: #define        LOCK_DECL(name)         kmutex_t name
1.1       yamt       68: #else /* defined(_KERNEL) */
                     69: #include <errno.h>
                     70: #include <assert.h>
                     71: #include <stdlib.h>
                     72:
                     73: #define        KASSERT(a)              assert(a)
1.31      ad         74: #define        LOCK_DECL(name)         /* nothing */
                     75: #define        mutex_init(a, b, c)     /* nothing */
                     76: #define        mutex_destroy(a)        /* nothing */
                     77: #define        mutex_enter(a)          /* nothing */
                     78: #define        mutex_exit(a)           /* nothing */
                     79: #define        mutex_owned(a)          /* nothing */
1.42      yamt       80: #define        ASSERT_SLEEPABLE()       /* nothing */
1.31      ad         81: #define        IPL_VM                  0
1.1       yamt       82: #endif /* defined(_KERNEL) */
                     83:
                     84: struct vmem;
                     85: struct vmem_btag;
                     86:
                     87: #if defined(VMEM_DEBUG)
                     88: void vmem_dump(const vmem_t *);
                     89: #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
                     90:
1.4       yamt       91: #define        VMEM_MAXORDER           (sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
1.30      yamt       92:
                     93: #define        VMEM_HASHSIZE_MIN       1       /* XXX */
                     94: #define        VMEM_HASHSIZE_MAX       8192    /* XXX */
                     95: #define        VMEM_HASHSIZE_INIT      VMEM_HASHSIZE_MIN
1.1       yamt       96:
                     97: #define        VM_FITMASK      (VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
                     98:
                     99: CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
                    100: LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
                    101: LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
                    102:
1.5       yamt      103: #if defined(QCACHE)
                    104: #define        VMEM_QCACHE_IDX_MAX     32
                    105:
                    106: #define        QC_NAME_MAX     16
                    107:
                    108: struct qcache {
1.35      ad        109:        pool_cache_t qc_cache;
1.5       yamt      110:        vmem_t *qc_vmem;
                    111:        char qc_name[QC_NAME_MAX];
                    112: };
                    113: typedef struct qcache qcache_t;
1.35      ad        114: #define        QC_POOL_TO_QCACHE(pool) ((qcache_t *)(pool->pr_qcache))
1.5       yamt      115: #endif /* defined(QCACHE) */
                    116:
1.1       yamt      117: /* vmem arena */
                    118: struct vmem {
1.31      ad        119:        LOCK_DECL(vm_lock);
1.1       yamt      120:        vmem_addr_t (*vm_allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
                    121:            vm_flag_t);
                    122:        void (*vm_freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
                    123:        vmem_t *vm_source;
                    124:        struct vmem_seglist vm_seglist;
                    125:        struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
                    126:        size_t vm_hashsize;
                    127:        size_t vm_nbusytag;
                    128:        struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
                    129:        size_t vm_quantum_mask;
                    130:        int vm_quantum_shift;
                    131:        const char *vm_name;
1.30      yamt      132:        LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
1.5       yamt      133:
                    134: #if defined(QCACHE)
                    135:        /* quantum cache */
                    136:        size_t vm_qcache_max;
                    137:        struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
1.22      yamt      138:        qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
                    139:        qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
1.5       yamt      140: #endif /* defined(QCACHE) */
1.1       yamt      141: };
                    142:
1.31      ad        143: #define        VMEM_LOCK(vm)           mutex_enter(&vm->vm_lock)
                    144: #define        VMEM_TRYLOCK(vm)        mutex_tryenter(&vm->vm_lock)
                    145: #define        VMEM_UNLOCK(vm)         mutex_exit(&vm->vm_lock)
1.36      ad        146: #define        VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl) mutex_init(&vm->vm_lock, MUTEX_DEFAULT, ipl)
1.31      ad        147: #define        VMEM_LOCK_DESTROY(vm)   mutex_destroy(&vm->vm_lock)
                    148: #define        VMEM_ASSERT_LOCKED(vm)  KASSERT(mutex_owned(&vm->vm_lock))
1.1       yamt      149:
                    150: /* boundary tag */
                    151: struct vmem_btag {
                    152:        CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
                    153:        union {
                    154:                LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
                    155:                LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
                    156:        } bt_u;
                    157: #define        bt_hashlist     bt_u.u_hashlist
                    158: #define        bt_freelist     bt_u.u_freelist
                    159:        vmem_addr_t bt_start;
                    160:        vmem_size_t bt_size;
                    161:        int bt_type;
                    162: };
                    163:
                    164: #define        BT_TYPE_SPAN            1
                    165: #define        BT_TYPE_SPAN_STATIC     2
                    166: #define        BT_TYPE_FREE            3
                    167: #define        BT_TYPE_BUSY            4
                    168: #define        BT_ISSPAN_P(bt) ((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
                    169:
                    170: #define        BT_END(bt)      ((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
                    171:
                    172: typedef struct vmem_btag bt_t;
                    173:
                    174: /* ---- misc */
                    175:
1.19      yamt      176: #define        VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
                    177:        (-(-(addr) & -(align)))
                    178: #define        VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
                    179:        ((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
                    180:
1.4       yamt      181: #define        ORDER2SIZE(order)       ((vmem_size_t)1 << (order))
                    182:
1.1       yamt      183: static int
                    184: calc_order(vmem_size_t size)
                    185: {
1.4       yamt      186:        vmem_size_t target;
1.1       yamt      187:        int i;
                    188:
                    189:        KASSERT(size != 0);
                    190:
                    191:        i = 0;
1.4       yamt      192:        target = size >> 1;
                    193:        while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
1.1       yamt      194:                i++;
                    195:        }
                    196:
1.4       yamt      197:        KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
                    198:        KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
1.1       yamt      199:
                    200:        return i;
                    201: }
                    202:
                    203: #if defined(_KERNEL)
                    204: static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
                    205: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    206:
                    207: static void *
                    208: xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
                    209: {
                    210:
                    211: #if defined(_KERNEL)
                    212:        return malloc(sz, M_VMEM,
                    213:            M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
                    214: #else /* defined(_KERNEL) */
                    215:        return malloc(sz);
                    216: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    217: }
                    218:
                    219: static void
                    220: xfree(void *p)
                    221: {
                    222:
                    223: #if defined(_KERNEL)
                    224:        return free(p, M_VMEM);
                    225: #else /* defined(_KERNEL) */
                    226:        return free(p);
                    227: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    228: }
                    229:
                    230: /* ---- boundary tag */
                    231:
                    232: #if defined(_KERNEL)
1.35      ad        233: static struct pool_cache bt_cache;
1.1       yamt      234: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    235:
                    236: static bt_t *
1.17      yamt      237: bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
1.1       yamt      238: {
                    239:        bt_t *bt;
                    240:
                    241: #if defined(_KERNEL)
1.35      ad        242:        bt = pool_cache_get(&bt_cache,
1.1       yamt      243:            (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
                    244: #else /* defined(_KERNEL) */
                    245:        bt = malloc(sizeof *bt);
                    246: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    247:
                    248:        return bt;
                    249: }
                    250:
                    251: static void
1.17      yamt      252: bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
1.1       yamt      253: {
                    254:
                    255: #if defined(_KERNEL)
1.35      ad        256:        pool_cache_put(&bt_cache, bt);
1.1       yamt      257: #else /* defined(_KERNEL) */
                    258:        free(bt);
                    259: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    260: }
                    261:
                    262: /*
                    263:  * freelist[0] ... [1, 1]
                    264:  * freelist[1] ... [2, 3]
                    265:  * freelist[2] ... [4, 7]
                    266:  * freelist[3] ... [8, 15]
                    267:  *  :
                    268:  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
                    269:  *  :
                    270:  */
                    271:
                    272: static struct vmem_freelist *
                    273: bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
                    274: {
                    275:        const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
                    276:        int idx;
                    277:
                    278:        KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
                    279:        KASSERT(size != 0);
                    280:
                    281:        idx = calc_order(qsize);
                    282:        KASSERT(idx >= 0);
                    283:        KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
                    284:
                    285:        return &vm->vm_freelist[idx];
                    286: }
                    287:
                    288: static struct vmem_freelist *
                    289: bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
                    290: {
                    291:        const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
                    292:        int idx;
                    293:
                    294:        KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
                    295:        KASSERT(size != 0);
                    296:
                    297:        idx = calc_order(qsize);
1.4       yamt      298:        if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
1.1       yamt      299:                idx++;
                    300:                /* check too large request? */
                    301:        }
                    302:        KASSERT(idx >= 0);
                    303:        KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
                    304:
                    305:        return &vm->vm_freelist[idx];
                    306: }
                    307:
                    308: /* ---- boundary tag hash */
                    309:
                    310: static struct vmem_hashlist *
                    311: bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
                    312: {
                    313:        struct vmem_hashlist *list;
                    314:        unsigned int hash;
                    315:
                    316:        hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
                    317:        list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
                    318:
                    319:        return list;
                    320: }
                    321:
                    322: static bt_t *
                    323: bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
                    324: {
                    325:        struct vmem_hashlist *list;
                    326:        bt_t *bt;
                    327:
                    328:        list = bt_hashhead(vm, addr);
                    329:        LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
                    330:                if (bt->bt_start == addr) {
                    331:                        break;
                    332:                }
                    333:        }
                    334:
                    335:        return bt;
                    336: }
                    337:
                    338: static void
                    339: bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
                    340: {
                    341:
                    342:        KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
                    343:        vm->vm_nbusytag--;
                    344:        LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
                    345: }
                    346:
                    347: static void
                    348: bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
                    349: {
                    350:        struct vmem_hashlist *list;
                    351:
                    352:        KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
                    353:
                    354:        list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
                    355:        LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
                    356:        vm->vm_nbusytag++;
                    357: }
                    358:
                    359: /* ---- boundary tag list */
                    360:
                    361: static void
                    362: bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
                    363: {
                    364:
                    365:        CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
                    366: }
                    367:
                    368: static void
                    369: bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
                    370: {
                    371:
                    372:        CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
                    373: }
                    374:
                    375: static void
                    376: bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
                    377: {
                    378:
                    379:        CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
                    380: }
                    381:
                    382: static void
1.17      yamt      383: bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
1.1       yamt      384: {
                    385:
                    386:        KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
                    387:
                    388:        LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
                    389: }
                    390:
                    391: static void
                    392: bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
                    393: {
                    394:        struct vmem_freelist *list;
                    395:
                    396:        list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
                    397:        LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
                    398: }
                    399:
                    400: /* ---- vmem internal functions */
                    401:
1.30      yamt      402: #if defined(_KERNEL)
                    403: static kmutex_t vmem_list_lock;
                    404: static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
                    405: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    406:
1.5       yamt      407: #if defined(QCACHE)
                    408: static inline vm_flag_t
                    409: prf_to_vmf(int prflags)
                    410: {
                    411:        vm_flag_t vmflags;
                    412:
                    413:        KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
                    414:        if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
                    415:                vmflags = VM_SLEEP;
                    416:        } else {
                    417:                vmflags = VM_NOSLEEP;
                    418:        }
                    419:        return vmflags;
                    420: }
                    421:
                    422: static inline int
                    423: vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
                    424: {
                    425:        int prflags;
                    426:
1.7       yamt      427:        if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
1.5       yamt      428:                prflags = PR_WAITOK;
1.7       yamt      429:        } else {
1.5       yamt      430:                prflags = PR_NOWAIT;
                    431:        }
                    432:        return prflags;
                    433: }
                    434:
                    435: static size_t
                    436: qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
                    437: {
                    438:        int i;
                    439:
                    440:        for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
                    441:                /* nothing */
                    442:        }
                    443:        return ORDER2SIZE(i);
                    444: }
                    445:
                    446: static void *
                    447: qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
                    448: {
                    449:        qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
                    450:        vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
                    451:
                    452:        return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
                    453:            prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
                    454: }
                    455:
                    456: static void
                    457: qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
                    458: {
                    459:        qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
                    460:        vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
                    461:
                    462:        vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
                    463: }
                    464:
                    465: static void
1.31      ad        466: qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max, int ipl)
1.5       yamt      467: {
1.22      yamt      468:        qcache_t *prevqc;
1.5       yamt      469:        struct pool_allocator *pa;
                    470:        int qcache_idx_max;
                    471:        int i;
                    472:
                    473:        KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
                    474:        if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
                    475:                qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
                    476:        }
                    477:        vm->vm_qcache_max = qcache_max;
                    478:        pa = &vm->vm_qcache_allocator;
                    479:        memset(pa, 0, sizeof(*pa));
                    480:        pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
                    481:        pa->pa_free = qc_poolpage_free;
                    482:        pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
                    483:
                    484:        qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
1.22      yamt      485:        prevqc = NULL;
                    486:        for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
                    487:                qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
1.5       yamt      488:                size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
                    489:
                    490:                qc->qc_vmem = vm;
1.8       martin    491:                snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
1.5       yamt      492:                    vm->vm_name, size);
1.35      ad        493:                qc->qc_cache = pool_cache_init(size,
                    494:                    ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift), 0,
                    495:                    PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */,
                    496:                    qc->qc_name, pa, ipl, NULL, NULL, NULL);
                    497:                KASSERT(qc->qc_cache != NULL);  /* XXX */
1.22      yamt      498:                if (prevqc != NULL &&
1.35      ad        499:                    qc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage ==
                    500:                    prevqc->qc_cache->pc_pool.pr_itemsperpage) {
                    501:                        pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
1.22      yamt      502:                        vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
1.27      ad        503:                        continue;
1.22      yamt      504:                }
1.35      ad        505:                qc->qc_cache->pc_pool.pr_qcache = qc;
1.22      yamt      506:                vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
                    507:                prevqc = qc;
1.5       yamt      508:        }
                    509: }
1.6       yamt      510:
1.23      yamt      511: static void
                    512: qc_destroy(vmem_t *vm)
                    513: {
                    514:        const qcache_t *prevqc;
                    515:        int i;
                    516:        int qcache_idx_max;
                    517:
                    518:        qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
                    519:        prevqc = NULL;
1.24      yamt      520:        for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
                    521:                qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
1.23      yamt      522:
                    523:                if (prevqc == qc) {
                    524:                        continue;
                    525:                }
1.35      ad        526:                pool_cache_destroy(qc->qc_cache);
1.23      yamt      527:                prevqc = qc;
                    528:        }
                    529: }
                    530:
1.25      thorpej   531: static bool
1.6       yamt      532: qc_reap(vmem_t *vm)
                    533: {
1.22      yamt      534:        const qcache_t *prevqc;
1.6       yamt      535:        int i;
                    536:        int qcache_idx_max;
1.26      thorpej   537:        bool didsomething = false;
1.6       yamt      538:
                    539:        qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
1.22      yamt      540:        prevqc = NULL;
1.24      yamt      541:        for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
                    542:                qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
1.6       yamt      543:
1.22      yamt      544:                if (prevqc == qc) {
                    545:                        continue;
                    546:                }
1.35      ad        547:                if (pool_cache_reclaim(qc->qc_cache) != 0) {
1.26      thorpej   548:                        didsomething = true;
1.6       yamt      549:                }
1.22      yamt      550:                prevqc = qc;
1.6       yamt      551:        }
                    552:
                    553:        return didsomething;
                    554: }
1.5       yamt      555: #endif /* defined(QCACHE) */
                    556:
1.1       yamt      557: #if defined(_KERNEL)
                    558: static int
                    559: vmem_init(void)
                    560: {
                    561:
1.30      yamt      562:        mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
1.35      ad        563:        pool_cache_bootstrap(&bt_cache, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembt",
                    564:            NULL, IPL_VM, NULL, NULL, NULL);
1.1       yamt      565:        return 0;
                    566: }
                    567: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    568:
                    569: static vmem_addr_t
                    570: vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
                    571:     int spanbttype)
                    572: {
                    573:        bt_t *btspan;
                    574:        bt_t *btfree;
                    575:
                    576:        KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
                    577:        KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
                    578:
                    579:        btspan = bt_alloc(vm, flags);
                    580:        if (btspan == NULL) {
                    581:                return VMEM_ADDR_NULL;
                    582:        }
                    583:        btfree = bt_alloc(vm, flags);
                    584:        if (btfree == NULL) {
                    585:                bt_free(vm, btspan);
                    586:                return VMEM_ADDR_NULL;
                    587:        }
                    588:
                    589:        btspan->bt_type = spanbttype;
                    590:        btspan->bt_start = addr;
                    591:        btspan->bt_size = size;
                    592:
                    593:        btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
                    594:        btfree->bt_start = addr;
                    595:        btfree->bt_size = size;
                    596:
                    597:        VMEM_LOCK(vm);
                    598:        bt_insseg_tail(vm, btspan);
                    599:        bt_insseg(vm, btfree, btspan);
                    600:        bt_insfree(vm, btfree);
                    601:        VMEM_UNLOCK(vm);
                    602:
                    603:        return addr;
                    604: }
                    605:
1.30      yamt      606: static void
                    607: vmem_destroy1(vmem_t *vm)
                    608: {
                    609:
                    610: #if defined(QCACHE)
                    611:        qc_destroy(vm);
                    612: #endif /* defined(QCACHE) */
                    613:        if (vm->vm_hashlist != NULL) {
                    614:                int i;
                    615:
                    616:                for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
                    617:                        bt_t *bt;
                    618:
                    619:                        while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
                    620:                                KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
                    621:                                bt_free(vm, bt);
                    622:                        }
                    623:                }
                    624:                xfree(vm->vm_hashlist);
                    625:        }
1.31      ad        626:        VMEM_LOCK_DESTROY(vm);
1.30      yamt      627:        xfree(vm);
                    628: }
                    629:
1.1       yamt      630: static int
                    631: vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
                    632: {
                    633:        vmem_addr_t addr;
                    634:
                    635:        if (vm->vm_allocfn == NULL) {
                    636:                return EINVAL;
                    637:        }
                    638:
                    639:        addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
                    640:        if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
                    641:                return ENOMEM;
                    642:        }
                    643:
                    644:        if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
                    645:                (*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
                    646:                return ENOMEM;
                    647:        }
                    648:
                    649:        return 0;
                    650: }
                    651:
                    652: static int
                    653: vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
                    654: {
                    655:        bt_t *bt;
                    656:        int i;
                    657:        struct vmem_hashlist *newhashlist;
                    658:        struct vmem_hashlist *oldhashlist;
                    659:        size_t oldhashsize;
                    660:
                    661:        KASSERT(newhashsize > 0);
                    662:
                    663:        newhashlist =
                    664:            xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
                    665:        if (newhashlist == NULL) {
                    666:                return ENOMEM;
                    667:        }
                    668:        for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
                    669:                LIST_INIT(&newhashlist[i]);
                    670:        }
                    671:
1.30      yamt      672:        if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
                    673:                xfree(newhashlist);
                    674:                return EBUSY;
                    675:        }
1.1       yamt      676:        oldhashlist = vm->vm_hashlist;
                    677:        oldhashsize = vm->vm_hashsize;
                    678:        vm->vm_hashlist = newhashlist;
                    679:        vm->vm_hashsize = newhashsize;
                    680:        if (oldhashlist == NULL) {
                    681:                VMEM_UNLOCK(vm);
                    682:                return 0;
                    683:        }
                    684:        for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
                    685:                while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
                    686:                        bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
                    687:                        bt_insbusy(vm, bt);
                    688:                }
                    689:        }
                    690:        VMEM_UNLOCK(vm);
                    691:
                    692:        xfree(oldhashlist);
                    693:
                    694:        return 0;
                    695: }
                    696:
1.10      yamt      697: /*
                    698:  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
                    699:  */
                    700:
                    701: static vmem_addr_t
                    702: vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
                    703:     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
                    704: {
                    705:        vmem_addr_t start;
                    706:        vmem_addr_t end;
                    707:
                    708:        KASSERT(bt->bt_size >= size);
                    709:
                    710:        /*
                    711:         * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
                    712:         * unsigned integer of the same size.
                    713:         */
                    714:
                    715:        start = bt->bt_start;
                    716:        if (start < minaddr) {
                    717:                start = minaddr;
                    718:        }
                    719:        end = BT_END(bt);
                    720:        if (end > maxaddr - 1) {
                    721:                end = maxaddr - 1;
                    722:        }
                    723:        if (start >= end) {
                    724:                return VMEM_ADDR_NULL;
                    725:        }
1.19      yamt      726:
                    727:        start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
1.10      yamt      728:        if (start < bt->bt_start) {
                    729:                start += align;
                    730:        }
1.19      yamt      731:        if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
1.10      yamt      732:                KASSERT(align < nocross);
1.19      yamt      733:                start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
1.10      yamt      734:        }
                    735:        if (start < end && end - start >= size) {
                    736:                KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
1.19      yamt      737:                KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
1.10      yamt      738:                KASSERT(minaddr <= start);
                    739:                KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
                    740:                KASSERT(bt->bt_start <= start);
                    741:                KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
                    742:                return start;
                    743:        }
                    744:        return VMEM_ADDR_NULL;
                    745: }
                    746:
1.44    ! cegger    747: #if !defined(DEBUG)
        !           748: #define vmem_check_sanity(vm)  true
        !           749: #else
        !           750:
        !           751: static bool
        !           752: vmem_check_sanity(vmem_t *vm)
        !           753: {
        !           754:        const bt_t *bt, *bt2;
        !           755:
        !           756:        KASSERT(vm != NULL);
        !           757:
        !           758:        CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
        !           759:                if (bt->bt_start >= BT_END(bt)) {
        !           760:                        printf("%s: bogus VMEM '%s' span 0x%"PRIx64
        !           761:                                " - 0x%"PRIx64" %s\n",
        !           762:                                __func__, vm->vm_name,
        !           763:                                bt->bt_start, BT_END(bt),
        !           764:                                (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ?
        !           765:                                "allocated" : "free");
        !           766:                        return false;
        !           767:                }
        !           768:
        !           769:                CIRCLEQ_FOREACH(bt2, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
        !           770:                        if (bt2->bt_start >= BT_END(bt2)) {
        !           771:                                printf("%s: bogus VMEM '%s' span 0x%"PRIx64
        !           772:                                        " - 0x%"PRIx64" %s\n",
        !           773:                                        __func__, vm->vm_name,
        !           774:                                        bt2->bt_start, BT_END(bt2),
        !           775:                                        (bt2->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ?
        !           776:                                        "allocated" : "free");
        !           777:                                return false;
        !           778:                        }
        !           779:                        if (bt == bt2)
        !           780:                                continue;
        !           781:
        !           782:                        if (bt->bt_start > bt2->bt_start) {
        !           783:                                if (bt->bt_start >= BT_END(bt2))
        !           784:                                        continue;
        !           785:
        !           786:                                printf("%s: overlapping VMEM '%s' span 0x%"
        !           787:                                        PRIx64" - 0x%"PRIx64" %s\n",
        !           788:                                        __func__, vm->vm_name,
        !           789:                                        bt->bt_start, BT_END(bt),
        !           790:                                        (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ?
        !           791:                                        "allocated" : "free");
        !           792:                                printf("%s: overlapping VMEM '%s' span 0x%"
        !           793:                                        PRIx64" - 0x%"PRIx64" %s\n",
        !           794:                                        __func__, vm->vm_name,
        !           795:                                        bt2->bt_start, BT_END(bt2),
        !           796:                                        (bt2->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ?
        !           797:                                        "allocated" : "free");
        !           798:                                return false;
        !           799:                        }
        !           800:                        if (BT_END(bt) <= bt2->bt_start) {
        !           801:                                if (BT_END(bt) < BT_END(bt2))
        !           802:                                        continue;
        !           803:
        !           804:                                printf("%s: overlapping VMEM '%s' span 0x%"
        !           805:                                        PRIx64" - 0x%"PRIx64" %s\n",
        !           806:                                        __func__, vm->vm_name,
        !           807:                                        bt->bt_start, BT_END(bt),
        !           808:                                        (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ?
        !           809:                                        "allocated" : "free");
        !           810:                                printf("%s: overlapping VMEM '%s' span 0x%"
        !           811:                                        PRIx64" - 0x%"PRIx64" %s\n",
        !           812:                                        __func__, vm->vm_name,
        !           813:                                        bt2->bt_start, BT_END(bt2),
        !           814:                                        (bt2->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ?
        !           815:                                        "allocated" : "free");
        !           816:                                return false;
        !           817:                        }
        !           818:                }
        !           819:        }
        !           820:
        !           821:        return true;
        !           822: }
        !           823: #endif /* DEBUG */
        !           824:
1.1       yamt      825: /* ---- vmem API */
                    826:
                    827: /*
                    828:  * vmem_create: create an arena.
                    829:  *
                    830:  * => must not be called from interrupt context.
                    831:  */
                    832:
                    833: vmem_t *
                    834: vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
                    835:     vmem_size_t quantum,
                    836:     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
                    837:     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
1.31      ad        838:     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags,
                    839:     int ipl)
1.1       yamt      840: {
                    841:        vmem_t *vm;
                    842:        int i;
                    843: #if defined(_KERNEL)
                    844:        static ONCE_DECL(control);
                    845: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    846:
                    847:        KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
                    848:        KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
                    849:
                    850: #if defined(_KERNEL)
                    851:        if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
                    852:                return NULL;
                    853:        }
                    854: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    855:        vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
                    856:        if (vm == NULL) {
                    857:                return NULL;
                    858:        }
                    859:
1.31      ad        860:        VMEM_LOCK_INIT(vm, ipl);
1.1       yamt      861:        vm->vm_name = name;
                    862:        vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
                    863:        vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
1.4       yamt      864:        KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
1.1       yamt      865:        vm->vm_allocfn = allocfn;
                    866:        vm->vm_freefn = freefn;
                    867:        vm->vm_source = source;
                    868:        vm->vm_nbusytag = 0;
1.5       yamt      869: #if defined(QCACHE)
1.31      ad        870:        qc_init(vm, qcache_max, ipl);
1.5       yamt      871: #endif /* defined(QCACHE) */
1.1       yamt      872:
                    873:        CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
                    874:        for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
                    875:                LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
                    876:        }
                    877:        vm->vm_hashlist = NULL;
                    878:        if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
1.30      yamt      879:                vmem_destroy1(vm);
1.1       yamt      880:                return NULL;
                    881:        }
                    882:
                    883:        if (size != 0) {
                    884:                if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
1.30      yamt      885:                        vmem_destroy1(vm);
1.1       yamt      886:                        return NULL;
                    887:                }
                    888:        }
                    889:
1.30      yamt      890: #if defined(_KERNEL)
                    891:        mutex_enter(&vmem_list_lock);
                    892:        LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
                    893:        mutex_exit(&vmem_list_lock);
                    894: #endif /* defined(_KERNEL) */
                    895:
1.1       yamt      896:        return vm;
                    897: }
                    898:
                    899: void
                    900: vmem_destroy(vmem_t *vm)
                    901: {
                    902:
1.30      yamt      903: #if defined(_KERNEL)
                    904:        mutex_enter(&vmem_list_lock);
                    905:        LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
                    906:        mutex_exit(&vmem_list_lock);
                    907: #endif /* defined(_KERNEL) */
1.1       yamt      908:
1.30      yamt      909:        vmem_destroy1(vm);
1.1       yamt      910: }
                    911:
                    912: vmem_size_t
                    913: vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
                    914: {
                    915:
                    916:        return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
                    917: }
                    918:
                    919: /*
                    920:  * vmem_alloc:
                    921:  *
                    922:  * => caller must ensure appropriate spl,
                    923:  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
                    924:  */
                    925:
                    926: vmem_addr_t
1.38      yamt      927: vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
1.1       yamt      928: {
1.12      yamt      929:        const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
1.1       yamt      930:
                    931:        KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
                    932:        KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
                    933:
                    934:        KASSERT(size > 0);
                    935:        KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
1.3       yamt      936:        if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
1.42      yamt      937:                ASSERT_SLEEPABLE();
1.3       yamt      938:        }
1.1       yamt      939:
1.5       yamt      940: #if defined(QCACHE)
                    941:        if (size <= vm->vm_qcache_max) {
1.38      yamt      942:                int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
1.22      yamt      943:                qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
1.5       yamt      944:
1.35      ad        945:                return (vmem_addr_t)pool_cache_get(qc->qc_cache,
1.5       yamt      946:                    vmf_to_prf(flags));
                    947:        }
                    948: #endif /* defined(QCACHE) */
                    949:
1.38      yamt      950:        return vmem_xalloc(vm, size, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
1.10      yamt      951: }
                    952:
                    953: vmem_addr_t
                    954: vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
                    955:     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
                    956:     vm_flag_t flags)
                    957: {
                    958:        struct vmem_freelist *list;
                    959:        struct vmem_freelist *first;
                    960:        struct vmem_freelist *end;
                    961:        bt_t *bt;
                    962:        bt_t *btnew;
                    963:        bt_t *btnew2;
                    964:        const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
                    965:        vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
                    966:        vmem_addr_t start;
                    967:
                    968:        KASSERT(size0 > 0);
                    969:        KASSERT(size > 0);
                    970:        KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
                    971:        if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
1.42      yamt      972:                ASSERT_SLEEPABLE();
1.10      yamt      973:        }
                    974:        KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
                    975:        KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
                    976:        KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
                    977:        KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
                    978:        KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
                    979:        KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
                    980:        KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
                    981:        KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
1.19      yamt      982:        KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
1.44    ! cegger    983:        KASSERT(vmem_check_sanity(vm));
1.10      yamt      984:
                    985:        if (align == 0) {
                    986:                align = vm->vm_quantum_mask + 1;
                    987:        }
1.1       yamt      988:        btnew = bt_alloc(vm, flags);
                    989:        if (btnew == NULL) {
                    990:                return VMEM_ADDR_NULL;
                    991:        }
1.10      yamt      992:        btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
                    993:        if (btnew2 == NULL) {
                    994:                bt_free(vm, btnew);
                    995:                return VMEM_ADDR_NULL;
                    996:        }
1.1       yamt      997:
                    998: retry_strat:
                    999:        first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
                   1000:        end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
                   1001: retry:
                   1002:        bt = NULL;
                   1003:        VMEM_LOCK(vm);
1.2       yamt     1004:        if (strat == VM_INSTANTFIT) {
                   1005:                for (list = first; list < end; list++) {
                   1006:                        bt = LIST_FIRST(list);
                   1007:                        if (bt != NULL) {
1.10      yamt     1008:                                start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
                   1009:                                    nocross, minaddr, maxaddr);
                   1010:                                if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
                   1011:                                        goto gotit;
                   1012:                                }
1.2       yamt     1013:                        }
                   1014:                }
                   1015:        } else { /* VM_BESTFIT */
                   1016:                for (list = first; list < end; list++) {
                   1017:                        LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
                   1018:                                if (bt->bt_size >= size) {
1.10      yamt     1019:                                        start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
                   1020:                                            nocross, minaddr, maxaddr);
                   1021:                                        if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
                   1022:                                                goto gotit;
                   1023:                                        }
1.2       yamt     1024:                                }
1.1       yamt     1025:                        }
                   1026:                }
                   1027:        }
1.2       yamt     1028:        VMEM_UNLOCK(vm);
1.1       yamt     1029: #if 1
1.2       yamt     1030:        if (strat == VM_INSTANTFIT) {
                   1031:                strat = VM_BESTFIT;
                   1032:                goto retry_strat;
                   1033:        }
1.1       yamt     1034: #endif
1.10      yamt     1035:        if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
                   1036:            nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
                   1037:
                   1038:                /*
                   1039:                 * XXX should try to import a region large enough to
                   1040:                 * satisfy restrictions?
                   1041:                 */
                   1042:
1.20      yamt     1043:                goto fail;
1.10      yamt     1044:        }
1.2       yamt     1045:        if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
                   1046:                goto retry;
1.1       yamt     1047:        }
1.2       yamt     1048:        /* XXX */
1.20      yamt     1049: fail:
                   1050:        bt_free(vm, btnew);
                   1051:        bt_free(vm, btnew2);
1.2       yamt     1052:        return VMEM_ADDR_NULL;
                   1053:
                   1054: gotit:
1.1       yamt     1055:        KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
                   1056:        KASSERT(bt->bt_size >= size);
                   1057:        bt_remfree(vm, bt);
1.44    ! cegger   1058:        KASSERT(vmem_check_sanity(vm));
1.10      yamt     1059:        if (bt->bt_start != start) {
                   1060:                btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
                   1061:                btnew2->bt_start = bt->bt_start;
                   1062:                btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
                   1063:                bt->bt_start = start;
                   1064:                bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
                   1065:                bt_insfree(vm, btnew2);
                   1066:                bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
                   1067:                btnew2 = NULL;
1.44    ! cegger   1068:                KASSERT(vmem_check_sanity(vm));
1.10      yamt     1069:        }
                   1070:        KASSERT(bt->bt_start == start);
1.1       yamt     1071:        if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
                   1072:                /* split */
                   1073:                btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
                   1074:                btnew->bt_start = bt->bt_start;
                   1075:                btnew->bt_size = size;
                   1076:                bt->bt_start = bt->bt_start + size;
                   1077:                bt->bt_size -= size;
                   1078:                bt_insfree(vm, bt);
                   1079:                bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
                   1080:                bt_insbusy(vm, btnew);
                   1081:                VMEM_UNLOCK(vm);
1.44    ! cegger   1082:                KASSERT(vmem_check_sanity(vm));
1.1       yamt     1083:        } else {
                   1084:                bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
                   1085:                bt_insbusy(vm, bt);
                   1086:                VMEM_UNLOCK(vm);
                   1087:                bt_free(vm, btnew);
                   1088:                btnew = bt;
1.44    ! cegger   1089:                KASSERT(vmem_check_sanity(vm));
1.1       yamt     1090:        }
1.10      yamt     1091:        if (btnew2 != NULL) {
                   1092:                bt_free(vm, btnew2);
                   1093:        }
1.1       yamt     1094:        KASSERT(btnew->bt_size >= size);
                   1095:        btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
                   1096:
1.44    ! cegger   1097:        KASSERT(vmem_check_sanity(vm));
1.1       yamt     1098:        return btnew->bt_start;
                   1099: }
                   1100:
                   1101: /*
                   1102:  * vmem_free:
                   1103:  *
                   1104:  * => caller must ensure appropriate spl,
                   1105:  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
                   1106:  */
                   1107:
                   1108: void
                   1109: vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
                   1110: {
                   1111:
                   1112:        KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
                   1113:        KASSERT(size > 0);
                   1114:
1.5       yamt     1115: #if defined(QCACHE)
                   1116:        if (size <= vm->vm_qcache_max) {
                   1117:                int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
1.22      yamt     1118:                qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
1.5       yamt     1119:
1.35      ad       1120:                return pool_cache_put(qc->qc_cache, (void *)addr);
1.5       yamt     1121:        }
                   1122: #endif /* defined(QCACHE) */
                   1123:
1.10      yamt     1124:        vmem_xfree(vm, addr, size);
                   1125: }
                   1126:
                   1127: void
1.17      yamt     1128: vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
1.10      yamt     1129: {
                   1130:        bt_t *bt;
                   1131:        bt_t *t;
                   1132:
                   1133:        KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
                   1134:        KASSERT(size > 0);
                   1135:
1.1       yamt     1136:        VMEM_LOCK(vm);
                   1137:
                   1138:        bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
                   1139:        KASSERT(bt != NULL);
                   1140:        KASSERT(bt->bt_start == addr);
                   1141:        KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
                   1142:            bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
                   1143:        KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
                   1144:        bt_rembusy(vm, bt);
                   1145:        bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
                   1146:
                   1147:        /* coalesce */
                   1148:        t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
                   1149:        if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
                   1150:                KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
                   1151:                bt_remfree(vm, t);
                   1152:                bt_remseg(vm, t);
                   1153:                bt->bt_size += t->bt_size;
                   1154:                bt_free(vm, t);
                   1155:        }
                   1156:        t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
                   1157:        if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
                   1158:                KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
                   1159:                bt_remfree(vm, t);
                   1160:                bt_remseg(vm, t);
                   1161:                bt->bt_size += t->bt_size;
                   1162:                bt->bt_start = t->bt_start;
                   1163:                bt_free(vm, t);
                   1164:        }
                   1165:
                   1166:        t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
                   1167:        KASSERT(t != NULL);
                   1168:        KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
                   1169:        if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
                   1170:            t->bt_size == bt->bt_size) {
                   1171:                vmem_addr_t spanaddr;
                   1172:                vmem_size_t spansize;
                   1173:
                   1174:                KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
                   1175:                spanaddr = bt->bt_start;
                   1176:                spansize = bt->bt_size;
                   1177:                bt_remseg(vm, bt);
                   1178:                bt_free(vm, bt);
                   1179:                bt_remseg(vm, t);
                   1180:                bt_free(vm, t);
                   1181:                VMEM_UNLOCK(vm);
                   1182:                (*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
                   1183:        } else {
                   1184:                bt_insfree(vm, bt);
                   1185:                VMEM_UNLOCK(vm);
                   1186:        }
                   1187: }
                   1188:
                   1189: /*
                   1190:  * vmem_add:
                   1191:  *
                   1192:  * => caller must ensure appropriate spl,
                   1193:  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
                   1194:  */
                   1195:
                   1196: vmem_addr_t
                   1197: vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
                   1198: {
                   1199:
                   1200:        return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
                   1201: }
                   1202:
1.6       yamt     1203: /*
                   1204:  * vmem_reap: reap unused resources.
                   1205:  *
1.26      thorpej  1206:  * => return true if we successfully reaped something.
1.6       yamt     1207:  */
                   1208:
1.25      thorpej  1209: bool
1.6       yamt     1210: vmem_reap(vmem_t *vm)
                   1211: {
1.26      thorpej  1212:        bool didsomething = false;
1.6       yamt     1213:
                   1214: #if defined(QCACHE)
                   1215:        didsomething = qc_reap(vm);
                   1216: #endif /* defined(QCACHE) */
                   1217:        return didsomething;
                   1218: }
                   1219:
1.30      yamt     1220: /* ---- rehash */
                   1221:
                   1222: #if defined(_KERNEL)
                   1223: static struct callout vmem_rehash_ch;
                   1224: static int vmem_rehash_interval;
                   1225: static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
                   1226: static struct work vmem_rehash_wk;
                   1227:
                   1228: static void
                   1229: vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
                   1230: {
                   1231:        vmem_t *vm;
                   1232:
                   1233:        KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
                   1234:        mutex_enter(&vmem_list_lock);
                   1235:        LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
                   1236:                size_t desired;
                   1237:                size_t current;
                   1238:
                   1239:                if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
                   1240:                        continue;
                   1241:                }
                   1242:                desired = vm->vm_nbusytag;
                   1243:                current = vm->vm_hashsize;
                   1244:                VMEM_UNLOCK(vm);
                   1245:
                   1246:                if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
                   1247:                        desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
                   1248:                } else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
                   1249:                        desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
                   1250:                }
                   1251:                if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
                   1252:                        vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
                   1253:                }
                   1254:        }
                   1255:        mutex_exit(&vmem_list_lock);
                   1256:
                   1257:        callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
                   1258: }
                   1259:
                   1260: static void
                   1261: vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
                   1262: {
                   1263:
1.32      rmind    1264:        workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk, NULL);
1.30      yamt     1265: }
                   1266:
                   1267: void
                   1268: vmem_rehash_start(void)
                   1269: {
                   1270:        int error;
                   1271:
                   1272:        error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
1.41      ad       1273:            vmem_rehash_all, NULL, PRI_VM, IPL_SOFTCLOCK, WQ_MPSAFE);
1.30      yamt     1274:        if (error) {
                   1275:                panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
                   1276:        }
1.41      ad       1277:        callout_init(&vmem_rehash_ch, CALLOUT_MPSAFE);
1.30      yamt     1278:        callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
                   1279:
                   1280:        vmem_rehash_interval = hz * 10;
                   1281:        callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
                   1282: }
                   1283: #endif /* defined(_KERNEL) */
                   1284:
1.1       yamt     1285: /* ---- debug */
                   1286:
1.37      yamt     1287: #if defined(DDB)
                   1288: static bt_t *
                   1289: vmem_whatis_lookup(vmem_t *vm, uintptr_t addr)
                   1290: {
1.39      yamt     1291:        bt_t *bt;
1.37      yamt     1292:
1.39      yamt     1293:        CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
                   1294:                if (BT_ISSPAN_P(bt)) {
                   1295:                        continue;
                   1296:                }
                   1297:                if (bt->bt_start <= addr && addr < BT_END(bt)) {
                   1298:                        return bt;
1.37      yamt     1299:                }
                   1300:        }
                   1301:
                   1302:        return NULL;
                   1303: }
                   1304:
                   1305: void
                   1306: vmem_whatis(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
                   1307: {
                   1308:        vmem_t *vm;
                   1309:
                   1310:        LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
                   1311:                bt_t *bt;
                   1312:
                   1313:                bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
                   1314:                if (bt == NULL) {
                   1315:                        continue;
                   1316:                }
1.39      yamt     1317:                (*pr)("%p is %p+%zu in VMEM '%s' (%s)\n",
1.37      yamt     1318:                    (void *)addr, (void *)bt->bt_start,
1.39      yamt     1319:                    (size_t)(addr - bt->bt_start), vm->vm_name,
                   1320:                    (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
1.37      yamt     1321:        }
                   1322: }
1.43      cegger   1323:
                   1324: static void
                   1325: vmem_showall(void (*pr)(const char *, ...))
                   1326: {
                   1327:        vmem_t *vm;
                   1328:
                   1329:        LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
                   1330:                (*pr)("VMEM '%s' at %p\n", vm->vm_name, vm);
                   1331:                if (vm->vm_source)
                   1332:                        (*pr)("  VMEM backend '%s' at %p\n",
                   1333:                                vm->vm_source->vm_name, vm->vm_source);
                   1334:        }
                   1335: }
                   1336:
                   1337: static void
                   1338: vmem_show(uintptr_t addr, void (*pr)(const char *, ...))
                   1339: {
                   1340:        vmem_t *vm;
                   1341:        bt_t *bt = NULL;
                   1342:
                   1343:        LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
                   1344:                if ((uintptr_t)vm == addr)
                   1345:                        goto found;
                   1346:
                   1347:                bt = vmem_whatis_lookup(vm, addr);
                   1348:                if (bt != NULL)
                   1349:                        goto found;
                   1350:        }
                   1351:
                   1352:        if (bt == NULL)
                   1353:                return;
                   1354: found:
                   1355:
                   1356:        (*pr)("VMEM '%s' spans\n", vm->vm_name);
                   1357:        CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
                   1358:                (*pr)(" 0x%"PRIx64" - 0x%"PRIx64" %s %s\n",
                   1359:                        bt->bt_start, BT_END(bt),
                   1360:                        (bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC) ? "static" : "",
                   1361:                        (bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY) ? "allocated" : "free");
                   1362:        }
                   1363: }
                   1364:
                   1365: void
                   1366: vmem_print(uintptr_t addr, const char *modif, void (*pr)(const char *, ...))
                   1367: {
                   1368:        if (modif[0] == 'a') {
                   1369:                vmem_showall(pr);
                   1370:                return;
                   1371:        }
                   1372:
                   1373:        vmem_show(addr, pr);
                   1374: }
1.37      yamt     1375: #endif /* defined(DDB) */
                   1376:
1.1       yamt     1377: #if defined(VMEM_DEBUG)
                   1378:
                   1379: #if !defined(_KERNEL)
                   1380: #include <stdio.h>
                   1381: #endif /* !defined(_KERNEL) */
                   1382:
                   1383: void bt_dump(const bt_t *);
                   1384:
                   1385: void
                   1386: bt_dump(const bt_t *bt)
                   1387: {
                   1388:
                   1389:        printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
                   1390:            bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
                   1391:            bt->bt_type);
                   1392: }
                   1393:
                   1394: void
                   1395: vmem_dump(const vmem_t *vm)
                   1396: {
                   1397:        const bt_t *bt;
                   1398:        int i;
                   1399:
                   1400:        printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
                   1401:        CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
                   1402:                bt_dump(bt);
                   1403:        }
                   1404:
                   1405:        for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
                   1406:                const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
                   1407:
                   1408:                if (LIST_EMPTY(fl)) {
                   1409:                        continue;
                   1410:                }
                   1411:
                   1412:                printf("freelist[%d]\n", i);
                   1413:                LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
                   1414:                        bt_dump(bt);
                   1415:                        if (bt->bt_size) {
                   1416:                        }
                   1417:                }
                   1418:        }
                   1419: }
                   1420:
                   1421: #if !defined(_KERNEL)
                   1422:
                   1423: int
                   1424: main()
                   1425: {
                   1426:        vmem_t *vm;
                   1427:        vmem_addr_t p;
                   1428:        struct reg {
                   1429:                vmem_addr_t p;
                   1430:                vmem_size_t sz;
1.25      thorpej  1431:                bool x;
1.1       yamt     1432:        } *reg = NULL;
                   1433:        int nreg = 0;
                   1434:        int nalloc = 0;
                   1435:        int nfree = 0;
                   1436:        vmem_size_t total = 0;
                   1437: #if 1
                   1438:        vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
                   1439: #else
                   1440:        vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
                   1441: #endif
                   1442:
                   1443:        vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
1.30      yamt     1444:            NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
1.1       yamt     1445:        if (vm == NULL) {
                   1446:                printf("vmem_create\n");
                   1447:                exit(EXIT_FAILURE);
                   1448:        }
                   1449:        vmem_dump(vm);
                   1450:
                   1451:        p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
                   1452:        p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
                   1453:        p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
                   1454:        p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
                   1455:        p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
                   1456:        vmem_dump(vm);
                   1457:        for (;;) {
                   1458:                struct reg *r;
1.10      yamt     1459:                int t = rand() % 100;
1.1       yamt     1460:
1.10      yamt     1461:                if (t > 45) {
                   1462:                        /* alloc */
1.1       yamt     1463:                        vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
1.25      thorpej  1464:                        bool x;
1.10      yamt     1465:                        vmem_size_t align, phase, nocross;
                   1466:                        vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
                   1467:
                   1468:                        if (t > 70) {
1.26      thorpej  1469:                                x = true;
1.10      yamt     1470:                                /* XXX */
                   1471:                                align = 1 << (rand() % 15);
                   1472:                                phase = rand() % 65536;
                   1473:                                nocross = 1 << (rand() % 15);
                   1474:                                if (align <= phase) {
                   1475:                                        phase = 0;
                   1476:                                }
1.19      yamt     1477:                                if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
                   1478:                                    nocross)) {
1.10      yamt     1479:                                        nocross = 0;
                   1480:                                }
                   1481:                                minaddr = rand() % 50000;
                   1482:                                maxaddr = rand() % 70000;
                   1483:                                if (minaddr > maxaddr) {
                   1484:                                        minaddr = 0;
                   1485:                                        maxaddr = 0;
                   1486:                                }
                   1487:                                printf("=== xalloc %" PRIu64
                   1488:                                    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
                   1489:                                    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
                   1490:                                    ", max=%" PRIu64 "\n",
                   1491:                                    (uint64_t)sz,
                   1492:                                    (uint64_t)align,
                   1493:                                    (uint64_t)phase,
                   1494:                                    (uint64_t)nocross,
                   1495:                                    (uint64_t)minaddr,
                   1496:                                    (uint64_t)maxaddr);
                   1497:                                p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
                   1498:                                    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
                   1499:                        } else {
1.26      thorpej  1500:                                x = false;
1.10      yamt     1501:                                printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
                   1502:                                p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
                   1503:                        }
1.1       yamt     1504:                        printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
                   1505:                        vmem_dump(vm);
                   1506:                        if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
1.10      yamt     1507:                                if (x) {
                   1508:                                        continue;
                   1509:                                }
1.1       yamt     1510:                                break;
                   1511:                        }
                   1512:                        nreg++;
                   1513:                        reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
                   1514:                        r = &reg[nreg - 1];
                   1515:                        r->p = p;
                   1516:                        r->sz = sz;
1.10      yamt     1517:                        r->x = x;
1.1       yamt     1518:                        total += sz;
                   1519:                        nalloc++;
                   1520:                } else if (nreg != 0) {
1.10      yamt     1521:                        /* free */
1.1       yamt     1522:                        r = &reg[rand() % nreg];
                   1523:                        printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
                   1524:                            (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
1.10      yamt     1525:                        if (r->x) {
                   1526:                                vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
                   1527:                        } else {
                   1528:                                vmem_free(vm, r->p, r->sz);
                   1529:                        }
1.1       yamt     1530:                        total -= r->sz;
                   1531:                        vmem_dump(vm);
                   1532:                        *r = reg[nreg - 1];
                   1533:                        nreg--;
                   1534:                        nfree++;
                   1535:                }
                   1536:                printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
                   1537:        }
                   1538:        fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
                   1539:            (uint64_t)total, nalloc, nfree);
                   1540:        exit(EXIT_SUCCESS);
                   1541: }
                   1542: #endif /* !defined(_KERNEL) */
                   1543: #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */

CVSweb <webmaster@jp.NetBSD.org>