Rearrange the machine/cpufunc.h header and add it where needed to make libcaps
[dragonfly.git] / lib / libcaps / slaballoc.c
1 /*
2  * SLABALLOC.C  - Userland SLAB memory allocator
3  *
4  * Copyright (c) 2003 Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
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  * $DragonFly: src/lib/libcaps/slaballoc.c,v 1.4 2004/07/04 22:44:26 eirikn Exp $
29  *
30  * This module implements a thread-safe slab allocator for userland.
31  *
32  * A slab allocator reserves a ZONE for each chunk size, then lays the
33  * chunks out in an array within the zone.  Allocation and deallocation
34  * is nearly instantanious, and fragmentation/overhead losses are limited
35  * to a fixed worst-case amount.
36  *
37  * The downside of this slab implementation is in the chunk size
38  * multiplied by the number of zones.  ~80 zones * 128K = 10MB of VM per cpu.
39  * To mitigate this we attempt to select a reasonable zone size based on
40  * available system memory.  e.g. 32K instead of 128K.  Also since the
41  * slab allocator is operating out of virtual memory in userland the actual
42  * physical memory use is not as bad as it might otherwise be.
43  *
44  * The upside is that overhead is bounded... waste goes down as use goes up.
45  *
46  * Slab management is done on a per-cpu basis and no locking or mutexes
47  * are required, only a critical section.  When one cpu frees memory
48  * belonging to another cpu's slab manager an asynchronous IPI message
49  * will be queued to execute the operation.   In addition, both the
50  * high level slab allocator and the low level zone allocator optimize
51  * M_ZERO requests, and the slab allocator does not have to pre initialize
52  * the linked list of chunks.
53  *
54  * XXX Balancing is needed between cpus.  Balance will be handled through
55  * asynchronous IPIs primarily by reassigning the z_Cpu ownership of chunks.
56  *
57  *      Alloc Size      Chunking        Number of zones
58  *      0-127           8               16
59  *      128-255         16              8
60  *      256-511         32              8
61  *      512-1023        64              8
62  *      1024-2047       128             8
63  *      2048-4095       256             8
64  *      4096-8191       512             8
65  *      8192-16383      1024            8
66  *      16384-32767     2048            8
67  *      (if PAGE_SIZE is 4K the maximum zone allocation is 16383)
68  *
69  *      Allocations >= ZoneLimit go directly to kmem.
70  *
71  *                      API REQUIREMENTS AND SIDE EFFECTS
72  *
73  *    To operate as a drop-in replacement to the FreeBSD-4.x malloc() we
74  *    have remained compatible with the following API requirements:
75  *
76  *    + small power-of-2 sized allocations are power-of-2 aligned (kern_tty)
77  *    + all power-of-2 sized allocations are power-of-2 aligned (twe)
78  *    + malloc(0) is allowed and returns non-NULL (ahc driver)
79  *    + ability to allocate arbitrarily large chunks of memory
80  */
81
82 #include <string.h>
83 #include <stdlib.h>
84 #include <sys/types.h>
85 #include <sys/mman.h>
86 #include <sys/stdint.h>
87 #include <sys/malloc.h>
88 #include "thread.h"
89 #include <sys/thread.h>
90 #include <sys/msgport.h>
91 #include <sys/errno.h>
92 #include "globaldata.h"
93 #include <sys/sysctl.h>
94 #include <machine/cpufunc.h>
95 #include <sys/thread2.h>
96 #include <sys/msgport2.h>
97
98 #define arysize(ary)    (sizeof(ary)/sizeof((ary)[0]))
99 #define slab_min(a,b)   (((a)<(b)) ? (a) : (b))
100
101 /*
102  * Fixed globals (not per-cpu)
103  */
104 static int ZoneSize;
105 static int ZoneLimit;
106 static int ZonePageCount;
107 static int ZonePageLimit;
108 static int ZoneMask;
109 static struct malloc_type *kmemstatistics;
110 static int32_t weirdary[16];
111
112 /*
113  * Misc constants.  Note that allocations that are exact multiples of 
114  * PAGE_SIZE, or exceed the zone limit, fall through to the kmem module.
115  * IN_SAME_PAGE_MASK is used to sanity-check the per-page free lists.
116  */
117 #define MIN_CHUNK_SIZE          8               /* in bytes */
118 #define MIN_CHUNK_MASK          (MIN_CHUNK_SIZE - 1)
119 #define ZONE_RELS_THRESH        2               /* threshold number of zones */
120 #define IN_SAME_PAGE_MASK       (~(intptr_t)PAGE_MASK | MIN_CHUNK_MASK)
121
122 #define SLOVERSZ_HSIZE          8192
123 #define SLOVERSZ_HMASK          (SLOVERSZ_HSIZE - 1)
124
125 #define SLOVERSZ_HASH(ptr)      ((((uintptr_t)ptr >> PAGE_SHIFT) ^ \
126                                 ((uintptr_t)ptr >> (PAGE_SHIFT * 2))) & \
127                                 SLOVERSZ_HMASK)
128
129 SLOversized *SLOvHash[SLOVERSZ_HSIZE];
130
131 /*
132  * The WEIRD_ADDR is used as known text to copy into free objects to
133  * try to create deterministic failure cases if the data is accessed after
134  * free.
135  */    
136 #define WEIRD_ADDR      0xdeadc0de
137 #define MAX_COPY        sizeof(weirdary)
138 #define ZERO_LENGTH_PTR ((void *)-8)
139
140 /*
141  * Misc global malloc buckets
142  */
143 MALLOC_DEFINE(M_OVERSIZED, "overszinfo", "Oversized Info Blocks");
144
145 static __inline
146 SLOversized **
147 get_oversized(void *ptr)
148 {
149     SLOversized **slovpp;
150     SLOversized *slov;
151
152     for (slovpp = &SLOvHash[SLOVERSZ_HASH(ptr)];
153         (slov = *slovpp) != NULL;
154         slovpp = &slov->ov_Next
155     ) {
156         if (slov->ov_Ptr == ptr)
157             return(slovpp);
158     }
159     return(NULL);
160 }
161  
162 /*
163  * Initialize the slab memory allocator.  We have to choose a zone size based
164  * on available physical memory.  We choose a zone side which is approximately
165  * 1/1024th of our memory, so if we have 128MB of ram we have a zone size of
166  * 128K.  The zone size is limited to the bounds set in slaballoc.h
167  * (typically 32K min, 128K max). 
168  */
169 void
170 slab_init(void)
171 {
172     int i;
173     int error;
174     int pagecnt;
175     int pagecnt_size = sizeof(pagecnt);
176
177     error = sysctlbyname("vm.stats.vm.v_page_count",
178                         &pagecnt, &pagecnt_size, NULL, 0);
179     if (error == 0) {
180         vm_poff_t limsize;
181         int usesize;
182
183         limsize = pagecnt * (vm_poff_t)PAGE_SIZE;
184         usesize = (int)(limsize / 1024);        /* convert to KB */
185
186         ZoneSize = ZALLOC_MIN_ZONE_SIZE;
187         while (ZoneSize < ZALLOC_MAX_ZONE_SIZE && (ZoneSize << 1) < usesize)
188             ZoneSize <<= 1;
189     } else {
190         ZoneSize = ZALLOC_MIN_ZONE_SIZE;
191     }
192     ZoneLimit = ZoneSize / 4;
193     if (ZoneLimit > ZALLOC_ZONE_LIMIT)
194         ZoneLimit = ZALLOC_ZONE_LIMIT;
195     ZoneMask = ZoneSize - 1;
196     ZonePageLimit = PAGE_SIZE * 4;
197     ZonePageCount = ZoneSize / PAGE_SIZE;
198
199     for (i = 0; i < arysize(weirdary); ++i)
200         weirdary[i] = WEIRD_ADDR;
201     slab_malloc_init(M_OVERSIZED);
202 }
203
204 /*
205  * Initialize a malloc type tracking structure.
206  */
207 void
208 slab_malloc_init(void *data)
209 {
210     struct malloc_type *type = data;
211     vm_poff_t limsize;
212
213     /*
214      * Skip if already initialized
215      */
216     if (type->ks_limit != 0)
217         return;
218
219     type->ks_magic = M_MAGIC;
220     limsize = (vm_poff_t)-1;    /* unlimited */
221     type->ks_limit = limsize / 10;
222     type->ks_next = kmemstatistics;
223     kmemstatistics = type;
224 }
225
226 void
227 slab_malloc_uninit(void *data)
228 {
229     struct malloc_type *type = data;
230     struct malloc_type *t;
231 #ifdef INVARIANTS
232     int i;
233     long ttl;
234 #endif
235
236     if (type->ks_magic != M_MAGIC)
237         panic("malloc type lacks magic");
238
239     if (type->ks_limit == 0)
240         panic("malloc_uninit on uninitialized type");
241
242 #ifdef INVARIANTS
243     /*
244      * memuse is only correct in aggregation.  Due to memory being allocated
245      * on one cpu and freed on another individual array entries may be 
246      * negative or positive (canceling each other out).
247      */
248     for (i = ttl = 0; i < ncpus; ++i)
249         ttl += type->ks_memuse[i];
250     if (ttl) {
251         printf("malloc_uninit: %ld bytes of '%s' still allocated on cpu %d\n",
252             ttl, type->ks_shortdesc, i);
253     }
254 #endif
255     if (type == kmemstatistics) {
256         kmemstatistics = type->ks_next;
257     } else {
258         for (t = kmemstatistics; t->ks_next != NULL; t = t->ks_next) {
259             if (t->ks_next == type) {
260                 t->ks_next = type->ks_next;
261                 break;
262             }
263         }
264     }
265     type->ks_next = NULL;
266     type->ks_limit = 0;
267 }
268
269 /*
270  * Calculate the zone index for the allocation request size and set the
271  * allocation request size to that particular zone's chunk size.
272  */
273 static __inline int
274 zoneindex(unsigned long *bytes)
275 {
276     unsigned int n = (unsigned int)*bytes;      /* unsigned for shift opt */
277     if (n < 128) {
278         *bytes = n = (n + 7) & ~7;
279         return(n / 8 - 1);              /* 8 byte chunks, 16 zones */
280     }
281     if (n < 256) {
282         *bytes = n = (n + 15) & ~15;
283         return(n / 16 + 7);
284     }
285     if (n < 8192) {
286         if (n < 512) {
287             *bytes = n = (n + 31) & ~31;
288             return(n / 32 + 15);
289         }
290         if (n < 1024) {
291             *bytes = n = (n + 63) & ~63;
292             return(n / 64 + 23);
293         } 
294         if (n < 2048) {
295             *bytes = n = (n + 127) & ~127;
296             return(n / 128 + 31);
297         }
298         if (n < 4096) {
299             *bytes = n = (n + 255) & ~255;
300             return(n / 256 + 39);
301         }
302         *bytes = n = (n + 511) & ~511;
303         return(n / 512 + 47);
304     }
305 #if ZALLOC_ZONE_LIMIT > 8192
306     if (n < 16384) {
307         *bytes = n = (n + 1023) & ~1023;
308         return(n / 1024 + 55);
309     }
310 #endif
311 #if ZALLOC_ZONE_LIMIT > 16384
312     if (n < 32768) {
313         *bytes = n = (n + 2047) & ~2047;
314         return(n / 2048 + 63);
315     }
316 #endif
317     panic("Unexpected byte count %d", n);
318     return(0);
319 }
320
321 /*
322  * slab_malloc()
323  *
324  *      Allocate memory via the slab allocator.  If the request is too large,
325  *      or if it page-aligned beyond a certain size, we fall back to the
326  *      KMEM subsystem.  A SLAB tracking descriptor must be specified, use
327  *      &SlabMisc if you don't care.
328  *
329  *      M_NOWAIT        - return NULL instead of blocking.
330  *      M_ZERO          - zero the returned memory.
331  */
332 void *
333 slab_malloc(unsigned long size, struct malloc_type *type, int flags)
334 {
335     SLZone *z;
336     SLChunk *chunk;
337     SLGlobalData *slgd;
338     struct globaldata *gd;
339     int zi;
340
341     gd = mycpu;
342     slgd = &gd->gd_slab;
343
344     /*
345      * XXX silly to have this in the critical path.
346      */
347     if (type->ks_limit == 0) {
348         crit_enter();
349         if (type->ks_limit == 0)
350             slab_malloc_init(type);
351         crit_exit();
352     }
353     ++type->ks_calls;
354
355     /*
356      * Handle the case where the limit is reached.  Panic if can't return
357      * NULL.  XXX the original malloc code looped, but this tended to
358      * simply deadlock the computer.
359      */
360     while (type->ks_loosememuse >= type->ks_limit) {
361         int i;
362         long ttl;
363
364         for (i = ttl = 0; i < ncpus; ++i)
365             ttl += type->ks_memuse[i];
366         type->ks_loosememuse = ttl;
367         if (ttl >= type->ks_limit) {
368             if (flags & (M_NOWAIT|M_NULLOK))
369                 return(NULL);
370             panic("%s: malloc limit exceeded", type->ks_shortdesc);
371         }
372     }
373
374     /*
375      * Handle the degenerate size == 0 case.  Yes, this does happen.
376      * Return a special pointer.  This is to maintain compatibility with
377      * the original malloc implementation.  Certain devices, such as the
378      * adaptec driver, not only allocate 0 bytes, they check for NULL and
379      * also realloc() later on.  Joy.
380      */
381     if (size == 0)
382         return(ZERO_LENGTH_PTR);
383
384     /*
385      * Handle hysteresis from prior frees here in malloc().  We cannot
386      * safely manipulate the kernel_map in free() due to free() possibly
387      * being called via an IPI message or from sensitive interrupt code.
388      */
389     while (slgd->NFreeZones > ZONE_RELS_THRESH && (flags & M_NOWAIT) == 0) {
390         crit_enter();
391         if (slgd->NFreeZones > ZONE_RELS_THRESH) {      /* crit sect race */
392             z = slgd->FreeZones;
393             slgd->FreeZones = z->z_Next;
394             --slgd->NFreeZones;
395             munmap(z, ZoneSize);
396         }
397         crit_exit();
398     }
399     /*
400      * XXX handle oversized frees that were queued from free().
401      */
402     while (slgd->FreeOvZones && (flags & M_NOWAIT) == 0) {
403         crit_enter();
404         if ((z = slgd->FreeOvZones) != NULL) {
405             KKASSERT(z->z_Magic == ZALLOC_OVSZ_MAGIC);
406             slgd->FreeOvZones = z->z_Next;
407             munmap(z, z->z_ChunkSize);
408         }
409         crit_exit();
410     }
411
412     /*
413      * Handle large allocations directly.  There should not be very many of
414      * these so performance is not a big issue.
415      *
416      * Guarentee page alignment for allocations in multiples of PAGE_SIZE
417      */
418     if (size >= ZoneLimit || (size & PAGE_MASK) == 0) {
419         SLOversized **slovpp;
420         SLOversized *slov;
421
422         slov = slab_malloc(sizeof(SLOversized), M_OVERSIZED, M_ZERO);
423         if (slov == NULL)
424             return(NULL);
425
426         size = round_page(size);
427         chunk = mmap(NULL, size, PROT_READ|PROT_WRITE,
428                         MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
429         if (chunk == MAP_FAILED) {
430             slab_free(slov, M_OVERSIZED);
431             return(NULL);
432         }
433         flags &= ~M_ZERO;       /* result already zero'd if M_ZERO was set */
434         flags |= M_PASSIVE_ZERO;
435
436         slov->ov_Ptr = chunk;
437         slov->ov_Bytes = size;
438         slovpp = &SLOvHash[SLOVERSZ_HASH(chunk)];
439         slov->ov_Next = *slovpp;
440         *slovpp = slov;
441         crit_enter();
442         goto done;
443     }
444
445     /*
446      * Attempt to allocate out of an existing zone.  First try the free list,
447      * then allocate out of unallocated space.  If we find a good zone move
448      * it to the head of the list so later allocations find it quickly
449      * (we might have thousands of zones in the list).
450      *
451      * Note: zoneindex() will panic of size is too large.
452      */
453     zi = zoneindex(&size);
454     KKASSERT(zi < NZONES);
455     crit_enter();
456     if ((z = slgd->ZoneAry[zi]) != NULL) {
457         KKASSERT(z->z_NFree > 0);
458
459         /*
460          * Remove us from the ZoneAry[] when we become empty
461          */
462         if (--z->z_NFree == 0) {
463             slgd->ZoneAry[zi] = z->z_Next;
464             z->z_Next = NULL;
465         }
466
467         /*
468          * Locate a chunk in a free page.  This attempts to localize
469          * reallocations into earlier pages without us having to sort
470          * the chunk list.  A chunk may still overlap a page boundary.
471          */
472         while (z->z_FirstFreePg < ZonePageCount) {
473             if ((chunk = z->z_PageAry[z->z_FirstFreePg]) != NULL) {
474 #ifdef DIAGNOSTIC
475                 /*
476                  * Diagnostic: c_Next is not total garbage.
477                  */
478                 KKASSERT(chunk->c_Next == NULL ||
479                         ((intptr_t)chunk->c_Next & IN_SAME_PAGE_MASK) ==
480                         ((intptr_t)chunk & IN_SAME_PAGE_MASK));
481 #endif
482 #ifdef INVARIANTS
483                 if ((uintptr_t)chunk < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
484                         panic("chunk %p FFPG %d/%d", chunk, z->z_FirstFreePg, ZonePageCount);
485                 if (chunk->c_Next && (uintptr_t)chunk->c_Next < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
486                         panic("chunkNEXT %p %p FFPG %d/%d", chunk, chunk->c_Next, z->z_FirstFreePg, ZonePageCount);
487 #endif
488                 z->z_PageAry[z->z_FirstFreePg] = chunk->c_Next;
489                 goto done;
490             }
491             ++z->z_FirstFreePg;
492         }
493
494         /*
495          * No chunks are available but NFree said we had some memory, so
496          * it must be available in the never-before-used-memory area
497          * governed by UIndex.  The consequences are very serious if our zone
498          * got corrupted so we use an explicit panic rather then a KASSERT.
499          */
500         if (z->z_UIndex + 1 != z->z_NMax)
501             z->z_UIndex = z->z_UIndex + 1;
502         else
503             z->z_UIndex = 0;
504         if (z->z_UIndex == z->z_UEndIndex)
505             panic("slaballoc: corrupted zone");
506         chunk = (SLChunk *)(z->z_BasePtr + z->z_UIndex * size);
507         if ((z->z_Flags & SLZF_UNOTZEROD) == 0) {
508             flags &= ~M_ZERO;
509             flags |= M_PASSIVE_ZERO;
510         }
511         goto done;
512     }
513
514     /*
515      * If all zones are exhausted we need to allocate a new zone for this
516      * index.  Use M_ZERO to take advantage of pre-zerod pages.  Also see
517      * UAlloc use above in regards to M_ZERO.  Note that when we are reusing
518      * a zone from the FreeZones list UAlloc'd data will not be zero'd, and
519      * we do not pre-zero it because we do not want to mess up the L1 cache.
520      *
521      * At least one subsystem, the tty code (see CROUND) expects power-of-2
522      * allocations to be power-of-2 aligned.  We maintain compatibility by
523      * adjusting the base offset below.
524      */
525     {
526         int off;
527
528         if ((z = slgd->FreeZones) != NULL) {
529             slgd->FreeZones = z->z_Next;
530             --slgd->NFreeZones;
531             bzero(z, sizeof(SLZone));
532             z->z_Flags |= SLZF_UNOTZEROD;
533         } else {
534             z = mmap(NULL, ZoneSize, PROT_READ|PROT_WRITE,
535                     MAP_ANON|MAP_PRIVATE, -1, 0);
536             if (z == MAP_FAILED)
537                 goto fail;
538         }
539
540         /*
541          * Guarentee power-of-2 alignment for power-of-2-sized chunks.
542          * Otherwise just 8-byte align the data.
543          */
544         if ((size | (size - 1)) + 1 == (size << 1))
545             off = (sizeof(SLZone) + size - 1) & ~(size - 1);
546         else
547             off = (sizeof(SLZone) + MIN_CHUNK_MASK) & ~MIN_CHUNK_MASK;
548         z->z_Magic = ZALLOC_SLAB_MAGIC;
549         z->z_ZoneIndex = zi;
550         z->z_NMax = (ZoneSize - off) / size;
551         z->z_NFree = z->z_NMax - 1;
552         z->z_BasePtr = (char *)z + off;
553         z->z_UIndex = z->z_UEndIndex = slgd->JunkIndex % z->z_NMax;
554         z->z_ChunkSize = size;
555         z->z_FirstFreePg = ZonePageCount;
556         z->z_Cpu = gd->gd_cpuid;
557         z->z_CpuGd = gd;
558         chunk = (SLChunk *)(z->z_BasePtr + z->z_UIndex * size);
559         z->z_Next = slgd->ZoneAry[zi];
560         slgd->ZoneAry[zi] = z;
561         if ((z->z_Flags & SLZF_UNOTZEROD) == 0) {
562             flags &= ~M_ZERO;   /* already zero'd */
563             flags |= M_PASSIVE_ZERO;
564         }
565
566         /*
567          * Slide the base index for initial allocations out of the next
568          * zone we create so we do not over-weight the lower part of the
569          * cpu memory caches.
570          */
571         slgd->JunkIndex = (slgd->JunkIndex + ZALLOC_SLAB_SLIDE)
572                                 & (ZALLOC_MAX_ZONE_SIZE - 1);
573     }
574 done:
575     ++type->ks_inuse[gd->gd_cpuid];
576     type->ks_memuse[gd->gd_cpuid] += size;
577     type->ks_loosememuse += size;
578     crit_exit();
579     if (flags & M_ZERO)
580         bzero(chunk, size);
581 #ifdef INVARIANTS
582     else if ((flags & (M_ZERO|M_PASSIVE_ZERO)) == 0)
583         chunk->c_Next = (void *)-1; /* avoid accidental double-free check */
584 #endif
585     return(chunk);
586 fail:
587     crit_exit();
588     return(NULL);
589 }
590
591 void *
592 slab_realloc(void *ptr, unsigned long size, struct malloc_type *type, int flags)
593 {
594     SLZone *z;
595     SLOversized **slovpp;
596     SLOversized *slov;
597     void *nptr;
598     unsigned long osize;
599
600     if (ptr == NULL || ptr == ZERO_LENGTH_PTR)
601         return(slab_malloc(size, type, flags));
602     if (size == 0) {
603         slab_free(ptr, type);
604         return(NULL);
605     }
606
607     /*
608      * Handle oversized allocations. 
609      */
610     if ((slovpp = get_oversized(ptr)) != NULL) {
611         slov = *slovpp;
612         osize = slov->ov_Bytes;
613         if (osize == round_page(size))
614             return(ptr);
615         if ((nptr = slab_malloc(size, type, flags)) == NULL)
616             return(NULL);
617         bcopy(ptr, nptr, slab_min(size, osize));
618         slab_free(ptr, type);
619         return(nptr);
620     }
621
622     /*
623      * Get the original allocation's zone.  If the new request winds up
624      * using the same chunk size we do not have to do anything.
625      */
626     z = (SLZone *)((uintptr_t)ptr & ~(uintptr_t)ZoneMask);
627     KKASSERT(z->z_Magic == ZALLOC_SLAB_MAGIC);
628
629     zoneindex(&size);
630     if (z->z_ChunkSize == size)
631         return(ptr);
632
633     /*
634      * Allocate memory for the new request size.  Note that zoneindex has
635      * already adjusted the request size to the appropriate chunk size, which
636      * should optimize our bcopy().  Then copy and return the new pointer.
637      */
638     if ((nptr = slab_malloc(size, type, flags)) == NULL)
639         return(NULL);
640     bcopy(ptr, nptr, slab_min(size, z->z_ChunkSize));
641     slab_free(ptr, type);
642     return(nptr);
643 }
644
645 #ifdef SMP
646 /*
647  * slab_free()  (SLAB ALLOCATOR)
648  *
649  *      Free the specified chunk of memory.
650  */
651 static
652 void
653 slab_free_remote(void *ptr)
654 {
655     slab_free(ptr, *(struct malloc_type **)ptr);
656 }
657
658 #endif
659
660 void
661 slab_free(void *ptr, struct malloc_type *type)
662 {
663     SLZone *z;
664     SLOversized **slovpp;
665     SLOversized *slov;
666     SLChunk *chunk;
667     SLGlobalData *slgd;
668     struct globaldata *gd;
669     int pgno;
670
671     gd = mycpu;
672     slgd = &gd->gd_slab;
673
674     /*
675      * Handle special 0-byte allocations
676      */
677     if (ptr == ZERO_LENGTH_PTR)
678         return;
679
680     /*
681      * Handle oversized allocations.  XXX we really should require that a
682      * size be passed to slab_free() instead of this nonsense.
683      *
684      * This code is never called via an ipi.
685      */
686     if ((slovpp = get_oversized(ptr)) != NULL) {
687         slov = *slovpp;
688         *slovpp = slov->ov_Next;
689
690 #ifdef INVARIANTS
691         KKASSERT(sizeof(weirdary) <= slov->ov_Bytes);
692         bcopy(weirdary, ptr, sizeof(weirdary));
693 #endif
694         /*
695          * note: we always adjust our cpu's slot, not the originating
696          * cpu (kup->ku_cpuid).  The statistics are in aggregate.
697          *
698          * note: XXX we have still inherited the interrupts-can't-block
699          * assumption.  An interrupt thread does not bump
700          * gd_intr_nesting_level so check TDF_INTTHREAD.  This is
701          * primarily until we can fix softupdate's assumptions about 
702          * slab_free().
703          */
704         crit_enter();
705         --type->ks_inuse[gd->gd_cpuid];
706         type->ks_memuse[gd->gd_cpuid] -= slov->ov_Bytes;
707         if (mycpu->gd_intr_nesting_level || (gd->gd_curthread->td_flags & TDF_INTTHREAD)) {
708             z = (SLZone *)ptr;
709             z->z_Magic = ZALLOC_OVSZ_MAGIC;
710             z->z_Next = slgd->FreeOvZones;
711             z->z_ChunkSize = slov->ov_Bytes;
712             slgd->FreeOvZones = z;
713             crit_exit();
714         } else {
715             crit_exit();
716             munmap(ptr, slov->ov_Bytes);
717         }
718         slab_free(slov, M_OVERSIZED);
719         return;
720     }
721
722     /*
723      * Zone case.  Figure out the zone based on the fact that it is
724      * ZoneSize aligned. 
725      */
726     z = (SLZone *)((uintptr_t)ptr & ~(uintptr_t)ZoneMask);
727     KKASSERT(z->z_Magic == ZALLOC_SLAB_MAGIC);
728
729     /*
730      * If we do not own the zone then forward the request to the
731      * cpu that does.  The freeing code does not need the byte count
732      * unless DIAGNOSTIC is set.
733      */
734     if (z->z_CpuGd != gd) {
735         *(struct malloc_type **)ptr = type;
736 #ifdef SMP
737         lwkt_send_ipiq(z->z_CpuGd, slab_free_remote, ptr);
738 #else
739         panic("Corrupt SLZone");
740 #endif
741         return;
742     }
743
744     if (type->ks_magic != M_MAGIC)
745         panic("slab_free: malloc type lacks magic");
746
747     crit_enter();
748     pgno = ((char *)ptr - (char *)z) >> PAGE_SHIFT;
749     chunk = ptr;
750
751 #ifdef INVARIANTS
752     /*
753      * Attempt to detect a double-free.  To reduce overhead we only check
754      * if there appears to be link pointer at the base of the data.
755      */
756     if (((intptr_t)chunk->c_Next - (intptr_t)z) >> PAGE_SHIFT == pgno) {
757         SLChunk *scan;
758         for (scan = z->z_PageAry[pgno]; scan; scan = scan->c_Next) {
759             if (scan == chunk)
760                 panic("Double free at %p", chunk);
761         }
762     }
763 #endif
764
765     /*
766      * Put weird data into the memory to detect modifications after freeing,
767      * illegal pointer use after freeing (we should fault on the odd address),
768      * and so forth.  XXX needs more work, see the old malloc code.
769      */
770 #ifdef INVARIANTS
771     if (z->z_ChunkSize < sizeof(weirdary))
772         bcopy(weirdary, chunk, z->z_ChunkSize);
773     else
774         bcopy(weirdary, chunk, sizeof(weirdary));
775 #endif
776
777     /*
778      * Add this free non-zero'd chunk to a linked list for reuse, adjust
779      * z_FirstFreePg.
780      */
781 #ifdef INVARIANTS
782     if ((uintptr_t)chunk < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
783         panic("BADFREE %p\n", chunk);
784 #endif
785     chunk->c_Next = z->z_PageAry[pgno];
786     z->z_PageAry[pgno] = chunk;
787 #ifdef INVARIANTS
788     if (chunk->c_Next && (uintptr_t)chunk->c_Next < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
789         panic("BADFREE2");
790 #endif
791     if (z->z_FirstFreePg > pgno)
792         z->z_FirstFreePg = pgno;
793
794     /*
795      * Bump the number of free chunks.  If it becomes non-zero the zone
796      * must be added back onto the appropriate list.
797      */
798     if (z->z_NFree++ == 0) {
799         z->z_Next = slgd->ZoneAry[z->z_ZoneIndex];
800         slgd->ZoneAry[z->z_ZoneIndex] = z;
801     }
802
803     --type->ks_inuse[z->z_Cpu];
804     type->ks_memuse[z->z_Cpu] -= z->z_ChunkSize;
805
806     /*
807      * If the zone becomes totally free, and there are other zones we
808      * can allocate from, move this zone to the FreeZones list.  Since
809      * this code can be called from an IPI callback, do *NOT* try to mess
810      * with kernel_map here.  Hysteresis will be performed at malloc() time.
811      */
812     if (z->z_NFree == z->z_NMax && 
813         (z->z_Next || slgd->ZoneAry[z->z_ZoneIndex] != z)
814     ) {
815         SLZone **pz;
816
817         for (pz = &slgd->ZoneAry[z->z_ZoneIndex]; z != *pz; pz = &(*pz)->z_Next)
818             ;
819         *pz = z->z_Next;
820         z->z_Magic = -1;
821         z->z_Next = slgd->FreeZones;
822         slgd->FreeZones = z;
823         ++slgd->NFreeZones;
824     }
825     crit_exit();
826 }
827