sys/kern/kern_malloc.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1987, 1991, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.
   6  * Copyright (c) 2005-2009 Robert N. M. Watson
   7  * Copyright (c) 2008 Otto Moerbeek <otto@drijf.net> (mallocarray)
   8  * All rights reserved.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)kern_malloc.c       8.3 (Berkeley) 1/4/94
  35  */
  36
  37 /*
  38  * Kernel malloc(9) implementation -- general purpose kernel memory allocator
  39  * based on memory types.  Back end is implemented using the UMA(9) zone
  40  * allocator.  A set of fixed-size buckets are used for smaller allocations,
  41  * and a special UMA allocation interface is used for larger allocations.
  42  * Callers declare memory types, and statistics are maintained independently
  43  * for each memory type.  Statistics are maintained per-CPU for performance
  44  * reasons.  See malloc(9) and comments in malloc.h for a detailed
  45  * description.
  46  */
  47
  48 #include <sys/cdefs.h>
  49 __FBSDID("$FreeBSD$");
  50
  51 #include "opt_ddb.h"
  52 #include "opt_vm.h"
  53
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/kdb.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/lock.h>
  59 #include <sys/malloc.h>
  60 #include <sys/mutex.h>
  61 #include <sys/vmmeter.h>
  62 #include <sys/proc.h>
  63 #include <sys/sbuf.h>
  64 #include <sys/smp.h>
  65 #include <sys/sysctl.h>
  66 #include <sys/time.h>
  67 #include <sys/vmem.h>
  68 #ifdef EPOCH_TRACE
  69 #include <sys/epoch.h>
  70 #endif
  71
  72 #include <vm/vm.h>
  73 #include <vm/pmap.h>
  74 #include <vm/vm_domainset.h>
  75 #include <vm/vm_pageout.h>
  76 #include <vm/vm_param.h>
  77 #include <vm/vm_kern.h>
  78 #include <vm/vm_extern.h>
  79 #include <vm/vm_map.h>
  80 #include <vm/vm_page.h>
  81 #include <vm/uma.h>
  82 #include <vm/uma_int.h>
  83 #include <vm/uma_dbg.h>
  84
  85 #ifdef DEBUG_MEMGUARD
  86 #include <vm/memguard.h>
  87 #endif
  88 #ifdef DEBUG_REDZONE
  89 #include <vm/redzone.h>
  90 #endif
  91
  92 #if defined(INVARIANTS) && defined(__i386__)
  93 #include <machine/cpu.h>
  94 #endif
  95
  96 #include <ddb/ddb.h>
  97
  98 #ifdef KDTRACE_HOOKS
  99 #include <sys/dtrace_bsd.h>
 100
 101 bool    __read_frequently                       dtrace_malloc_enabled;
 102 dtrace_malloc_probe_func_t __read_mostly        dtrace_malloc_probe;
 103 #endif
 104
 105 #if defined(INVARIANTS) || defined(MALLOC_MAKE_FAILURES) ||             \
 106     defined(DEBUG_MEMGUARD) || defined(DEBUG_REDZONE)
 107 #define MALLOC_DEBUG    1
 108 #endif
 109
 110 /*
 111  * When realloc() is called, if the new size is sufficiently smaller than
 112  * the old size, realloc() will allocate a new, smaller block to avoid
 113  * wasting memory. 'Sufficiently smaller' is defined as: newsize <=
 114  * oldsize / 2^n, where REALLOC_FRACTION defines the value of 'n'.
 115  */
 116 #ifndef REALLOC_FRACTION
 117 #define REALLOC_FRACTION        1       /* new block if <= half the size */
 118 #endif
 119
 120 /*
 121  * Centrally define some common malloc types.
 122  */
 123 MALLOC_DEFINE(M_CACHE, "cache", "Various Dynamically allocated caches");
 124 MALLOC_DEFINE(M_DEVBUF, "devbuf", "device driver memory");
 125 MALLOC_DEFINE(M_TEMP, "temp", "misc temporary data buffers");
 126
 127 static struct malloc_type *kmemstatistics;
 128 static int kmemcount;
 129
 130 #define KMEM_ZSHIFT     4
 131 #define KMEM_ZBASE      16
 132 #define KMEM_ZMASK      (KMEM_ZBASE - 1)
 133
 134 #define KMEM_ZMAX       65536
 135 #define KMEM_ZSIZE      (KMEM_ZMAX >> KMEM_ZSHIFT)
 136 static uint8_t kmemsize[KMEM_ZSIZE + 1];
 137
 138 #ifndef MALLOC_DEBUG_MAXZONES
 139 #define MALLOC_DEBUG_MAXZONES   1
 140 #endif
 141 static int numzones = MALLOC_DEBUG_MAXZONES;
 142
 143 /*
 144  * Small malloc(9) memory allocations are allocated from a set of UMA buckets
 145  * of various sizes.
 146  *
 147  * XXX: The comment here used to read "These won't be powers of two for
 148  * long."  It's possible that a significant amount of wasted memory could be
 149  * recovered by tuning the sizes of these buckets.
 150  */
 151 struct {
 152         int kz_size;
 153         char *kz_name;
 154         uma_zone_t kz_zone[MALLOC_DEBUG_MAXZONES];
 155 } kmemzones[] = {
 156         {16, "16", },
 157         {32, "32", },
 158         {64, "64", },
 159         {128, "128", },
 160         {256, "256", },
 161         {512, "512", },
 162         {1024, "1024", },
 163         {2048, "2048", },
 164         {4096, "4096", },
 165         {8192, "8192", },
 166         {16384, "16384", },
 167         {32768, "32768", },
 168         {65536, "65536", },
 169         {0, NULL},
 170 };
 171
 172 /*
 173  * Zone to allocate malloc type descriptions from.  For ABI reasons, memory
 174  * types are described by a data structure passed by the declaring code, but
 175  * the malloc(9) implementation has its own data structure describing the
 176  * type and statistics.  This permits the malloc(9)-internal data structures
 177  * to be modified without breaking binary-compiled kernel modules that
 178  * declare malloc types.
 179  */
 180 static uma_zone_t mt_zone;
 181 static uma_zone_t mt_stats_zone;
 182
 183 u_long vm_kmem_size;
 184 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, kmem_size, CTLFLAG_RDTUN, &vm_kmem_size, 0,
 185     "Size of kernel memory");
 186
 187 static u_long kmem_zmax = KMEM_ZMAX;
 188 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, kmem_zmax, CTLFLAG_RDTUN, &kmem_zmax, 0,
 189     "Maximum allocation size that malloc(9) would use UMA as backend");
 190
 191 static u_long vm_kmem_size_min;
 192 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, kmem_size_min, CTLFLAG_RDTUN, &vm_kmem_size_min, 0,
 193     "Minimum size of kernel memory");
 194
 195 static u_long vm_kmem_size_max;
 196 SYSCTL_ULONG(_vm, OID_AUTO, kmem_size_max, CTLFLAG_RDTUN, &vm_kmem_size_max, 0,
 197     "Maximum size of kernel memory");
 198
 199 static u_int vm_kmem_size_scale;
 200 SYSCTL_UINT(_vm, OID_AUTO, kmem_size_scale, CTLFLAG_RDTUN, &vm_kmem_size_scale, 0,
 201     "Scale factor for kernel memory size");
 202
 203 static int sysctl_kmem_map_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 204 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kmem_map_size,
 205     CTLFLAG_RD | CTLTYPE_ULONG | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
 206     sysctl_kmem_map_size, "LU", "Current kmem allocation size");
 207
 208 static int sysctl_kmem_map_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 209 SYSCTL_PROC(_vm, OID_AUTO, kmem_map_free,
 210     CTLFLAG_RD | CTLTYPE_ULONG | CTLFLAG_MPSAFE, NULL, 0,
 211     sysctl_kmem_map_free, "LU", "Free space in kmem");
 212
 213 /*
 214  * The malloc_mtx protects the kmemstatistics linked list.
 215  */
 216 struct mtx malloc_mtx;
 217
 218 #ifdef MALLOC_PROFILE
 219 uint64_t krequests[KMEM_ZSIZE + 1];
 220
 221 static int sysctl_kern_mprof(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 222 #endif
 223
 224 static int sysctl_kern_malloc_stats(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
 225
 226 /*
 227  * time_uptime of the last malloc(9) failure (induced or real).
 228  */
 229 static time_t t_malloc_fail;
 230
 231 #if defined(MALLOC_MAKE_FAILURES) || (MALLOC_DEBUG_MAXZONES > 1)
 232 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, malloc, CTLFLAG_RD, 0,
 233     "Kernel malloc debugging options");
 234 #endif
 235
 236 /*
 237  * malloc(9) fault injection -- cause malloc failures every (n) mallocs when
 238  * the caller specifies M_NOWAIT.  If set to 0, no failures are caused.
 239  */
 240 #ifdef MALLOC_MAKE_FAILURES
 241 static int malloc_failure_rate;
 242 static int malloc_nowait_count;
 243 static int malloc_failure_count;
 244 SYSCTL_INT(_debug_malloc, OID_AUTO, failure_rate, CTLFLAG_RWTUN,
 245     &malloc_failure_rate, 0, "Every (n) mallocs with M_NOWAIT will fail");
 246 SYSCTL_INT(_debug_malloc, OID_AUTO, failure_count, CTLFLAG_RD,
 247     &malloc_failure_count, 0, "Number of imposed M_NOWAIT malloc failures");
 248 #endif
 249
 250 static int
 251 sysctl_kmem_map_size(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 252 {
 253         u_long size;
 254
 255         size = uma_size();
 256         return (sysctl_handle_long(oidp, &size, 0, req));
 257 }
 258
 259 static int
 260 sysctl_kmem_map_free(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 261 {
 262         u_long size, limit;
 263
 264         /* The sysctl is unsigned, implement as a saturation value. */
 265         size = uma_size();
 266         limit = uma_limit();
 267         if (size > limit)
 268                 size = 0;
 269         else
 270                 size = limit - size;
 271         return (sysctl_handle_long(oidp, &size, 0, req));
 272 }
 273
 274 /*
 275  * malloc(9) uma zone separation -- sub-page buffer overruns in one
 276  * malloc type will affect only a subset of other malloc types.
 277  */
 278 #if MALLOC_DEBUG_MAXZONES > 1
 279 static void
 280 tunable_set_numzones(void)
 281 {
 282
 283         TUNABLE_INT_FETCH("debug.malloc.numzones",
 284             &numzones);
 285
 286         /* Sanity check the number of malloc uma zones. */
 287         if (numzones <= 0)
 288                 numzones = 1;
 289         if (numzones > MALLOC_DEBUG_MAXZONES)
 290                 numzones = MALLOC_DEBUG_MAXZONES;
 291 }
 292 SYSINIT(numzones, SI_SUB_TUNABLES, SI_ORDER_ANY, tunable_set_numzones, NULL);
 293 SYSCTL_INT(_debug_malloc, OID_AUTO, numzones, CTLFLAG_RDTUN | CTLFLAG_NOFETCH,
 294     &numzones, 0, "Number of malloc uma subzones");
 295
 296 /*
 297  * Any number that changes regularly is an okay choice for the
 298  * offset.  Build numbers are pretty good of you have them.
 299  */
 300 static u_int zone_offset = __FreeBSD_version;
 301 TUNABLE_INT("debug.malloc.zone_offset", &zone_offset);
 302 SYSCTL_UINT(_debug_malloc, OID_AUTO, zone_offset, CTLFLAG_RDTUN,
 303     &zone_offset, 0, "Separate malloc types by examining the "
 304     "Nth character in the malloc type short description.");
 305
 306 static void
 307 mtp_set_subzone(struct malloc_type *mtp)
 308 {
 309         struct malloc_type_internal *mtip;
 310         const char *desc;
 311         size_t len;
 312         u_int val;
 313
 314         mtip = mtp->ks_handle;
 315         desc = mtp->ks_shortdesc;
 316         if (desc == NULL || (len = strlen(desc)) == 0)
 317                 val = 0;
 318         else
 319                 val = desc[zone_offset % len];
 320         mtip->mti_zone = (val % numzones);
 321 }
 322
 323 static inline u_int
 324 mtp_get_subzone(struct malloc_type *mtp)
 325 {
 326         struct malloc_type_internal *mtip;
 327
 328         mtip = mtp->ks_handle;
 329
 330         KASSERT(mtip->mti_zone < numzones,
 331             ("mti_zone %u out of range %d",
 332             mtip->mti_zone, numzones));
 333         return (mtip->mti_zone);
 334 }
 335 #elif MALLOC_DEBUG_MAXZONES == 0
 336 #error "MALLOC_DEBUG_MAXZONES must be positive."
 337 #else
 338 static void
 339 mtp_set_subzone(struct malloc_type *mtp)
 340 {
 341         struct malloc_type_internal *mtip;
 342
 343         mtip = mtp->ks_handle;
 344         mtip->mti_zone = 0;
 345 }
 346
 347 static inline u_int
 348 mtp_get_subzone(struct malloc_type *mtp)
 349 {
 350
 351         return (0);
 352 }
 353 #endif /* MALLOC_DEBUG_MAXZONES > 1 */
 354
 355 int
 356 malloc_last_fail(void)
 357 {
 358
 359         return (time_uptime - t_malloc_fail);
 360 }
 361
 362 /*
 363  * An allocation has succeeded -- update malloc type statistics for the
 364  * amount of bucket size.  Occurs within a critical section so that the
 365  * thread isn't preempted and doesn't migrate while updating per-PCU
 366  * statistics.
 367  */
 368 static void
 369 malloc_type_zone_allocated(struct malloc_type *mtp, unsigned long size,
 370     int zindx)
 371 {
 372         struct malloc_type_internal *mtip;
 373         struct malloc_type_stats *mtsp;
 374
 375         critical_enter();
 376         mtip = mtp->ks_handle;
 377         mtsp = zpcpu_get(mtip->mti_stats);
 378         if (size > 0) {
 379                 mtsp->mts_memalloced += size;
 380                 mtsp->mts_numallocs++;
 381         }
 382         if (zindx != -1)
 383                 mtsp->mts_size |= 1 << zindx;
 384
 385 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 386         if (__predict_false(dtrace_malloc_enabled)) {
 387                 uint32_t probe_id = mtip->mti_probes[DTMALLOC_PROBE_MALLOC];
 388                 if (probe_id != 0)
 389                         (dtrace_malloc_probe)(probe_id,
 390                             (uintptr_t) mtp, (uintptr_t) mtip,
 391                             (uintptr_t) mtsp, size, zindx);
 392         }
 393 #endif
 394
 395         critical_exit();
 396 }
 397
 398 void
 399 malloc_type_allocated(struct malloc_type *mtp, unsigned long size)
 400 {
 401
 402         if (size > 0)
 403                 malloc_type_zone_allocated(mtp, size, -1);
 404 }
 405
 406 /*
 407  * A free operation has occurred -- update malloc type statistics for the
 408  * amount of the bucket size.  Occurs within a critical section so that the
 409  * thread isn't preempted and doesn't migrate while updating per-CPU
 410  * statistics.
 411  */
 412 void
 413 malloc_type_freed(struct malloc_type *mtp, unsigned long size)
 414 {
 415         struct malloc_type_internal *mtip;
 416         struct malloc_type_stats *mtsp;
 417
 418         critical_enter();
 419         mtip = mtp->ks_handle;
 420         mtsp = zpcpu_get(mtip->mti_stats);
 421         mtsp->mts_memfreed += size;
 422         mtsp->mts_numfrees++;
 423
 424 #ifdef KDTRACE_HOOKS
 425         if (__predict_false(dtrace_malloc_enabled)) {
 426                 uint32_t probe_id = mtip->mti_probes[DTMALLOC_PROBE_FREE];
 427                 if (probe_id != 0)
 428                         (dtrace_malloc_probe)(probe_id,
 429                             (uintptr_t) mtp, (uintptr_t) mtip,
 430                             (uintptr_t) mtsp, size, 0);
 431         }
 432 #endif
 433
 434         critical_exit();
 435 }
 436
 437 /*
 438  *      contigmalloc:
 439  *
 440  *      Allocate a block of physically contiguous memory.
 441  *
 442  *      If M_NOWAIT is set, this routine will not block and return NULL if
 443  *      the allocation fails.
 444  */
 445 void *
 446 contigmalloc(unsigned long size, struct malloc_type *type, int flags,
 447     vm_paddr_t low, vm_paddr_t high, unsigned long alignment,
 448     vm_paddr_t boundary)
 449 {
 450         void *ret;
 451
 452         ret = (void *)kmem_alloc_contig(size, flags, low, high, alignment,
 453             boundary, VM_MEMATTR_DEFAULT);
 454         if (ret != NULL)
 455                 malloc_type_allocated(type, round_page(size));
 456         return (ret);
 457 }
 458
 459 void *
 460 contigmalloc_domainset(unsigned long size, struct malloc_type *type,
 461     struct domainset *ds, int flags, vm_paddr_t low, vm_paddr_t high,
 462     unsigned long alignment, vm_paddr_t boundary)
 463 {
 464         void *ret;
 465
 466         ret = (void *)kmem_alloc_contig_domainset(ds, size, flags, low, high,
 467             alignment, boundary, VM_MEMATTR_DEFAULT);
 468         if (ret != NULL)
 469                 malloc_type_allocated(type, round_page(size));
 470         return (ret);
 471 }
 472
 473 /*
 474  *      contigfree:
 475  *
 476  *      Free a block of memory allocated by contigmalloc.
 477  *
 478  *      This routine may not block.
 479  */
 480 void
 481 contigfree(void *addr, unsigned long size, struct malloc_type *type)
 482 {
 483
 484         kmem_free((vm_offset_t)addr, size);
 485         malloc_type_freed(type, round_page(size));
 486 }
 487
 488 #ifdef MALLOC_DEBUG
 489 static int
 490 malloc_dbg(caddr_t *vap, size_t *sizep, struct malloc_type *mtp,
 491     int flags)
 492 {
 493 #ifdef INVARIANTS
 494         int indx;
 495
 496         KASSERT(mtp->ks_magic == M_MAGIC, ("malloc: bad malloc type magic"));
 497         /*
 498          * Check that exactly one of M_WAITOK or M_NOWAIT is specified.
 499          */
 500         indx = flags & (M_WAITOK | M_NOWAIT);
 501         if (indx != M_NOWAIT && indx != M_WAITOK) {
 502                 static  struct timeval lasterr;
 503                 static  int curerr, once;
 504                 if (once == 0 && ppsratecheck(&lasterr, &curerr, 1)) {
 505                         printf("Bad malloc flags: %x\n", indx);
 506                         kdb_backtrace();
 507                         flags |= M_WAITOK;
 508                         once++;
 509                 }
 510         }
 511 #endif
 512 #ifdef MALLOC_MAKE_FAILURES
 513         if ((flags & M_NOWAIT) && (malloc_failure_rate != 0)) {
 514                 atomic_add_int(&malloc_nowait_count, 1);
 515                 if ((malloc_nowait_count % malloc_failure_rate) == 0) {
 516                         atomic_add_int(&malloc_failure_count, 1);
 517                         t_malloc_fail = time_uptime;
 518                         *vap = NULL;
 519                         return (EJUSTRETURN);
 520                 }
 521         }
 522 #endif
 523         if (flags & M_WAITOK) {
 524                 KASSERT(curthread->td_intr_nesting_level == 0,
 525                    ("malloc(M_WAITOK) in interrupt context"));
 526                 if (__predict_false(!THREAD_CAN_SLEEP())) {
 527 #ifdef EPOCH_TRACE
 528                         epoch_trace_list(curthread);
 529 #endif
 530                         KASSERT(1,
 531                             ("malloc(M_WAITOK) with sleeping prohibited"));
 532                 }
 533         }
 534         KASSERT(curthread->td_critnest == 0 || SCHEDULER_STOPPED(),
 535             ("malloc: called with spinlock or critical section held"));
 536
 537 #ifdef DEBUG_MEMGUARD
 538         if (memguard_cmp_mtp(mtp, *sizep)) {
 539                 *vap = memguard_alloc(*sizep, flags);
 540                 if (*vap != NULL)
 541                         return (EJUSTRETURN);
 542                 /* This is unfortunate but should not be fatal. */
 543         }
 544 #endif
 545
 546 #ifdef DEBUG_REDZONE
 547         *sizep = redzone_size_ntor(*sizep);
 548 #endif
 549
 550         return (0);
 551 }
 552 #endif
 553
 554 /*
 555  *      malloc:
 556  *
 557  *      Allocate a block of memory.
 558  *
 559  *      If M_NOWAIT is set, this routine will not block and return NULL if
 560  *      the allocation fails.
 561  */
 562 void *
 563 (malloc)(size_t size, struct malloc_type *mtp, int flags)
 564 {
 565         int indx;
 566         caddr_t va;
 567         uma_zone_t zone;
 568 #if defined(DEBUG_REDZONE)
 569         unsigned long osize = size;
 570 #endif
 571
 572 #ifdef MALLOC_DEBUG
 573         va = NULL;
 574         if (malloc_dbg(&va, &size, mtp, flags) != 0)
 575                 return (va);
 576 #endif
 577
 578         if (size <= kmem_zmax && (flags & M_EXEC) == 0) {
 579                 if (size & KMEM_ZMASK)
 580                         size = (size & ~KMEM_ZMASK) + KMEM_ZBASE;
 581                 indx = kmemsize[size >> KMEM_ZSHIFT];
 582                 zone = kmemzones[indx].kz_zone[mtp_get_subzone(mtp)];
 583 #ifdef MALLOC_PROFILE
 584                 krequests[size >> KMEM_ZSHIFT]++;
 585 #endif
 586                 va = uma_zalloc(zone, flags);
 587                 if (va != NULL)
 588                         size = zone->uz_size;
 589                 malloc_type_zone_allocated(mtp, va == NULL ? 0 : size, indx);
 590         } else {
 591                 size = roundup(size, PAGE_SIZE);
 592                 zone = NULL;
 593                 va = uma_large_malloc(size, flags);
 594                 malloc_type_allocated(mtp, va == NULL ? 0 : size);
 595         }
 596         if (flags & M_WAITOK)
 597                 KASSERT(va != NULL, ("malloc(M_WAITOK) returned NULL"));
 598         else if (va == NULL)
 599                 t_malloc_fail = time_uptime;
 600 #ifdef DEBUG_REDZONE
 601         if (va != NULL)
 602                 va = redzone_setup(va, osize);
 603 #endif
 604         return ((void *) va);
 605 }
 606
 607 static void *
 608 malloc_domain(size_t size, struct malloc_type *mtp, int domain, int flags)
 609 {
 610         int indx;
 611         caddr_t va;
 612         uma_zone_t zone;
 613 #if defined(DEBUG_REDZONE)
 614         unsigned long osize = size;
 615 #endif
 616
 617 #ifdef MALLOC_DEBUG
 618         va = NULL;
 619         if (malloc_dbg(&va, &size, mtp, flags) != 0)
 620                 return (va);
 621 #endif
 622         if (size <= kmem_zmax && (flags & M_EXEC) == 0) {
 623                 if (size & KMEM_ZMASK)
 624                         size = (size & ~KMEM_ZMASK) + KMEM_ZBASE;
 625                 indx = kmemsize[size >> KMEM_ZSHIFT];
 626                 zone = kmemzones[indx].kz_zone[mtp_get_subzone(mtp)];
 627 #ifdef MALLOC_PROFILE
 628                 krequests[size >> KMEM_ZSHIFT]++;
 629 #endif
 630                 va = uma_zalloc_domain(zone, NULL, domain, flags);
 631                 if (va != NULL)
 632                         size = zone->uz_size;
 633                 malloc_type_zone_allocated(mtp, va == NULL ? 0 : size, indx);
 634         } else {
 635                 size = roundup(size, PAGE_SIZE);
 636                 zone = NULL;
 637                 va = uma_large_malloc_domain(size, domain, flags);
 638                 malloc_type_allocated(mtp, va == NULL ? 0 : size);
 639         }
 640         if (flags & M_WAITOK)
 641                 KASSERT(va != NULL, ("malloc(M_WAITOK) returned NULL"));
 642         else if (va == NULL)
 643                 t_malloc_fail = time_uptime;
 644 #ifdef DEBUG_REDZONE
 645         if (va != NULL)
 646                 va = redzone_setup(va, osize);
 647 #endif
 648         return ((void *) va);
 649 }
 650
 651 void *
 652 malloc_domainset(size_t size, struct malloc_type *mtp, struct domainset *ds,
 653     int flags)
 654 {
 655         struct vm_domainset_iter di;
 656         void *ret;
 657         int domain;
 658
 659         vm_domainset_iter_policy_init(&di, ds, &domain, &flags);
 660         do {
 661                 ret = malloc_domain(size, mtp, domain, flags);
 662                 if (ret != NULL)
 663                         break;
 664         } while (vm_domainset_iter_policy(&di, &domain) == 0);
 665
 666         return (ret);
 667 }
 668
 669 void *
 670 mallocarray(size_t nmemb, size_t size, struct malloc_type *type, int flags)
 671 {
 672
 673         if (WOULD_OVERFLOW(nmemb, size))
 674                 panic("mallocarray: %zu * %zu overflowed", nmemb, size);
 675
 676         return (malloc(size * nmemb, type, flags));
 677 }
 678
 679 #ifdef INVARIANTS
 680 static void
 681 free_save_type(void *addr, struct malloc_type *mtp, u_long size)
 682 {
 683         struct malloc_type **mtpp = addr;
 684
 685         /*
 686          * Cache a pointer to the malloc_type that most recently freed
 687          * this memory here.  This way we know who is most likely to
 688          * have stepped on it later.
 689          *
 690          * This code assumes that size is a multiple of 8 bytes for
 691          * 64 bit machines
 692          */
 693         mtpp = (struct malloc_type **) ((unsigned long)mtpp & ~UMA_ALIGN_PTR);
 694         mtpp += (size - sizeof(struct malloc_type *)) /
 695             sizeof(struct malloc_type *);
 696         *mtpp = mtp;
 697 }
 698 #endif
 699
 700 #ifdef MALLOC_DEBUG
 701 static int
 702 free_dbg(void **addrp, struct malloc_type *mtp)
 703 {
 704         void *addr;
 705
 706         addr = *addrp;
 707         KASSERT(mtp->ks_magic == M_MAGIC, ("free: bad malloc type magic"));
 708         KASSERT(curthread->td_critnest == 0 || SCHEDULER_STOPPED(),
 709             ("free: called with spinlock or critical section held"));
 710
 711         /* free(NULL, ...) does nothing */
 712         if (addr == NULL)
 713                 return (EJUSTRETURN);
 714
 715 #ifdef DEBUG_MEMGUARD
 716         if (is_memguard_addr(addr)) {
 717                 memguard_free(addr);
 718                 return (EJUSTRETURN);
 719         }
 720 #endif
 721
 722 #ifdef DEBUG_REDZONE
 723         redzone_check(addr);
 724         *addrp = redzone_addr_ntor(addr);
 725 #endif
 726
 727         return (0);
 728 }
 729 #endif
 730
 731 /*
 732  *      free:
 733  *
 734  *      Free a block of memory allocated by malloc.
 735  *
 736  *      This routine may not block.
 737  */
 738 void
 739 free(void *addr, struct malloc_type *mtp)
 740 {
 741         uma_slab_t slab;
 742         u_long size;
 743
 744 #ifdef MALLOC_DEBUG
 745         if (free_dbg(&addr, mtp) != 0)
 746                 return;
 747 #endif
 748         /* free(NULL, ...) does nothing */
 749         if (addr == NULL)
 750                 return;
 751
 752         slab = vtoslab((vm_offset_t)addr & (~UMA_SLAB_MASK));
 753         if (slab == NULL)
 754                 panic("free: address %p(%p) has not been allocated.\n",
 755                     addr, (void *)((u_long)addr & (~UMA_SLAB_MASK)));
 756
 757         if (!(slab->us_flags & UMA_SLAB_MALLOC)) {
 758                 size = slab->us_keg->uk_size;
 759 #ifdef INVARIANTS
 760                 free_save_type(addr, mtp, size);
 761 #endif
 762                 uma_zfree_arg(LIST_FIRST(&slab->us_keg->uk_zones), addr, slab);
 763         } else {
 764                 size = slab->us_size;
 765                 uma_large_free(slab);
 766         }
 767         malloc_type_freed(mtp, size);
 768 }
 769
 770 void
 771 free_domain(void *addr, struct malloc_type *mtp)
 772 {
 773         uma_slab_t slab;
 774         u_long size;
 775
 776 #ifdef MALLOC_DEBUG
 777         if (free_dbg(&addr, mtp) != 0)
 778                 return;
 779 #endif
 780
 781         /* free(NULL, ...) does nothing */
 782         if (addr == NULL)
 783                 return;
 784
 785         slab = vtoslab((vm_offset_t)addr & (~UMA_SLAB_MASK));
 786         if (slab == NULL)
 787                 panic("free_domain: address %p(%p) has not been allocated.\n",
 788                     addr, (void *)((u_long)addr & (~UMA_SLAB_MASK)));
 789
 790         if (!(slab->us_flags & UMA_SLAB_MALLOC)) {
 791                 size = slab->us_keg->uk_size;
 792 #ifdef INVARIANTS
 793                 free_save_type(addr, mtp, size);
 794 #endif
 795                 uma_zfree_domain(LIST_FIRST(&slab->us_keg->uk_zones),
 796                     addr, slab);
 797         } else {
 798                 size = slab->us_size;
 799                 uma_large_free(slab);
 800         }
 801         malloc_type_freed(mtp, size);
 802 }
 803
 804 /*
 805  *      realloc: change the size of a memory block
 806  */
 807 void *
 808 realloc(void *addr, size_t size, struct malloc_type *mtp, int flags)
 809 {
 810         uma_slab_t slab;
 811         unsigned long alloc;
 812         void *newaddr;
 813
 814         KASSERT(mtp->ks_magic == M_MAGIC,
 815             ("realloc: bad malloc type magic"));
 816         KASSERT(curthread->td_critnest == 0 || SCHEDULER_STOPPED(),
 817             ("realloc: called with spinlock or critical section held"));
 818
 819         /* realloc(NULL, ...) is equivalent to malloc(...) */
 820         if (addr == NULL)
 821                 return (malloc(size, mtp, flags));
 822
 823         /*
 824          * XXX: Should report free of old memory and alloc of new memory to
 825          * per-CPU stats.
 826          */
 827
 828 #ifdef DEBUG_MEMGUARD
 829         if (is_memguard_addr(addr))
 830                 return (memguard_realloc(addr, size, mtp, flags));
 831 #endif
 832
 833 #ifdef DEBUG_REDZONE
 834         slab = NULL;
 835         alloc = redzone_get_size(addr);
 836 #else
 837         slab = vtoslab((vm_offset_t)addr & ~(UMA_SLAB_MASK));
 838
 839         /* Sanity check */
 840         KASSERT(slab != NULL,
 841             ("realloc: address %p out of range", (void *)addr));
 842
 843         /* Get the size of the original block */
 844         if (!(slab->us_flags & UMA_SLAB_MALLOC))
 845                 alloc = slab->us_keg->uk_size;
 846         else
 847                 alloc = slab->us_size;
 848
 849         /* Reuse the original block if appropriate */
 850         if (size <= alloc
 851             && (size > (alloc >> REALLOC_FRACTION) || alloc == MINALLOCSIZE))
 852                 return (addr);
 853 #endif /* !DEBUG_REDZONE */
 854
 855         /* Allocate a new, bigger (or smaller) block */
 856         if ((newaddr = malloc(size, mtp, flags)) == NULL)
 857                 return (NULL);
 858
 859         /* Copy over original contents */
 860         bcopy(addr, newaddr, min(size, alloc));
 861         free(addr, mtp);
 862         return (newaddr);
 863 }
 864
 865 /*
 866  *      reallocf: same as realloc() but free memory on failure.
 867  */
 868 void *
 869 reallocf(void *addr, size_t size, struct malloc_type *mtp, int flags)
 870 {
 871         void *mem;
 872
 873         if ((mem = realloc(addr, size, mtp, flags)) == NULL)
 874                 free(addr, mtp);
 875         return (mem);
 876 }
 877
 878 #ifndef __sparc64__
 879 CTASSERT(VM_KMEM_SIZE_SCALE >= 1);
 880 #endif
 881
 882 /*
 883  * Initialize the kernel memory (kmem) arena.
 884  */
 885 void
 886 kmeminit(void)
 887 {
 888         u_long mem_size;
 889         u_long tmp;
 890
 891 #ifdef VM_KMEM_SIZE
 892         if (vm_kmem_size == 0)
 893                 vm_kmem_size = VM_KMEM_SIZE;
 894 #endif
 895 #ifdef VM_KMEM_SIZE_MIN
 896         if (vm_kmem_size_min == 0)
 897                 vm_kmem_size_min = VM_KMEM_SIZE_MIN;
 898 #endif
 899 #ifdef VM_KMEM_SIZE_MAX
 900         if (vm_kmem_size_max == 0)
 901                 vm_kmem_size_max = VM_KMEM_SIZE_MAX;
 902 #endif
 903         /*
 904          * Calculate the amount of kernel virtual address (KVA) space that is
 905          * preallocated to the kmem arena.  In order to support a wide range
 906          * of machines, it is a function of the physical memory size,
 907          * specifically,
 908          *
 909          *      min(max(physical memory size / VM_KMEM_SIZE_SCALE,
 910          *          VM_KMEM_SIZE_MIN), VM_KMEM_SIZE_MAX)
 911          *
 912          * Every architecture must define an integral value for
 913          * VM_KMEM_SIZE_SCALE.  However, the definitions of VM_KMEM_SIZE_MIN
 914          * and VM_KMEM_SIZE_MAX, which represent respectively the floor and
 915          * ceiling on this preallocation, are optional.  Typically,
 916          * VM_KMEM_SIZE_MAX is itself a function of the available KVA space on
 917          * a given architecture.
 918          */
 919         mem_size = vm_cnt.v_page_count;
 920         if (mem_size <= 32768) /* delphij XXX 128MB */
 921                 kmem_zmax = PAGE_SIZE;
 922
 923         if (vm_kmem_size_scale < 1)
 924                 vm_kmem_size_scale = VM_KMEM_SIZE_SCALE;
 925
 926         /*
 927          * Check if we should use defaults for the "vm_kmem_size"
 928          * variable:
 929          */
 930         if (vm_kmem_size == 0) {
 931                 vm_kmem_size = mem_size / vm_kmem_size_scale;
 932                 vm_kmem_size = vm_kmem_size * PAGE_SIZE < vm_kmem_size ?
 933                     vm_kmem_size_max : vm_kmem_size * PAGE_SIZE;
 934                 if (vm_kmem_size_min > 0 && vm_kmem_size < vm_kmem_size_min)
 935                         vm_kmem_size = vm_kmem_size_min;
 936                 if (vm_kmem_size_max > 0 && vm_kmem_size >= vm_kmem_size_max)
 937                         vm_kmem_size = vm_kmem_size_max;
 938         }
 939         if (vm_kmem_size == 0)
 940                 panic("Tune VM_KMEM_SIZE_* for the platform");
 941
 942         /*
 943          * The amount of KVA space that is preallocated to the
 944          * kmem arena can be set statically at compile-time or manually
 945          * through the kernel environment.  However, it is still limited to
 946          * twice the physical memory size, which has been sufficient to handle
 947          * the most severe cases of external fragmentation in the kmem arena.
 948          */
 949         if (vm_kmem_size / 2 / PAGE_SIZE > mem_size)
 950                 vm_kmem_size = 2 * mem_size * PAGE_SIZE;
 951
 952         vm_kmem_size = round_page(vm_kmem_size);
 953 #ifdef DEBUG_MEMGUARD
 954         tmp = memguard_fudge(vm_kmem_size, kernel_map);
 955 #else
 956         tmp = vm_kmem_size;
 957 #endif
 958         uma_set_limit(tmp);
 959
 960 #ifdef DEBUG_MEMGUARD
 961         /*
 962          * Initialize MemGuard if support compiled in.  MemGuard is a
 963          * replacement allocator used for detecting tamper-after-free
 964          * scenarios as they occur.  It is only used for debugging.
 965          */
 966         memguard_init(kernel_arena);
 967 #endif
 968 }
 969
 970 /*
 971  * Initialize the kernel memory allocator
 972  */
 973 /* ARGSUSED*/
 974 static void
 975 mallocinit(void *dummy)
 976 {
 977         int i;
 978         uint8_t indx;
 979
 980         mtx_init(&malloc_mtx, "malloc", NULL, MTX_DEF);
 981
 982         kmeminit();
 983
 984         if (kmem_zmax < PAGE_SIZE || kmem_zmax > KMEM_ZMAX)
 985                 kmem_zmax = KMEM_ZMAX;
 986
 987         mt_stats_zone = uma_zcreate("mt_stats_zone",
 988             sizeof(struct malloc_type_stats), NULL, NULL, NULL, NULL,
 989             UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_PCPU);
 990         mt_zone = uma_zcreate("mt_zone", sizeof(struct malloc_type_internal),
 991 #ifdef INVARIANTS
 992             mtrash_ctor, mtrash_dtor, mtrash_init, mtrash_fini,
 993 #else
 994             NULL, NULL, NULL, NULL,
 995 #endif
 996             UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_MALLOC);
 997         for (i = 0, indx = 0; kmemzones[indx].kz_size != 0; indx++) {
 998                 int size = kmemzones[indx].kz_size;
 999                 char *name = kmemzones[indx].kz_name;
1000                 int subzone;
1001
1002                 for (subzone = 0; subzone < numzones; subzone++) {
1003                         kmemzones[indx].kz_zone[subzone] =
1004                             uma_zcreate(name, size,
1005 #ifdef INVARIANTS
1006                             mtrash_ctor, mtrash_dtor, mtrash_init, mtrash_fini,
1007 #else
1008                             NULL, NULL, NULL, NULL,
1009 #endif
1010                             UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_MALLOC);
1011                 }
1012                 for (;i <= size; i+= KMEM_ZBASE)
1013                         kmemsize[i >> KMEM_ZSHIFT] = indx;
1014
1015         }
1016 }
1017 SYSINIT(kmem, SI_SUB_KMEM, SI_ORDER_SECOND, mallocinit, NULL);
1018
1019 void
1020 malloc_init(void *data)
1021 {
1022         struct malloc_type_internal *mtip;
1023         struct malloc_type *mtp;
1024
1025         KASSERT(vm_cnt.v_page_count != 0, ("malloc_register before vm_init"));
1026
1027         mtp = data;
1028         if (mtp->ks_magic != M_MAGIC)
1029                 panic("malloc_init: bad malloc type magic");
1030
1031         mtip = uma_zalloc(mt_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1032         mtip->mti_stats = uma_zalloc_pcpu(mt_stats_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1033         mtp->ks_handle = mtip;
1034         mtp_set_subzone(mtp);
1035
1036         mtx_lock(&malloc_mtx);
1037         mtp->ks_next = kmemstatistics;
1038         kmemstatistics = mtp;
1039         kmemcount++;
1040         mtx_unlock(&malloc_mtx);
1041 }
1042
1043 void
1044 malloc_uninit(void *data)
1045 {
1046         struct malloc_type_internal *mtip;
1047         struct malloc_type_stats *mtsp;
1048         struct malloc_type *mtp, *temp;
1049         uma_slab_t slab;
1050         long temp_allocs, temp_bytes;
1051         int i;
1052
1053         mtp = data;
1054         KASSERT(mtp->ks_magic == M_MAGIC,
1055             ("malloc_uninit: bad malloc type magic"));
1056         KASSERT(mtp->ks_handle != NULL, ("malloc_deregister: cookie NULL"));
1057
1058         mtx_lock(&malloc_mtx);
1059         mtip = mtp->ks_handle;
1060         mtp->ks_handle = NULL;
1061         if (mtp != kmemstatistics) {
1062                 for (temp = kmemstatistics; temp != NULL;
1063                     temp = temp->ks_next) {
1064                         if (temp->ks_next == mtp) {
1065                                 temp->ks_next = mtp->ks_next;
1066                                 break;
1067                         }
1068                 }
1069                 KASSERT(temp,
1070                     ("malloc_uninit: type '%s' not found", mtp->ks_shortdesc));
1071         } else
1072                 kmemstatistics = mtp->ks_next;
1073         kmemcount--;
1074         mtx_unlock(&malloc_mtx);
1075
1076         /*
1077          * Look for memory leaks.
1078          */
1079         temp_allocs = temp_bytes = 0;
1080         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1081                 mtsp = zpcpu_get_cpu(mtip->mti_stats, i);
1082                 temp_allocs += mtsp->mts_numallocs;
1083                 temp_allocs -= mtsp->mts_numfrees;
1084                 temp_bytes += mtsp->mts_memalloced;
1085                 temp_bytes -= mtsp->mts_memfreed;
1086         }
1087         if (temp_allocs > 0 || temp_bytes > 0) {
1088                 printf("Warning: memory type %s leaked memory on destroy "
1089                     "(%ld allocations, %ld bytes leaked).\n", mtp->ks_shortdesc,
1090                     temp_allocs, temp_bytes);
1091         }
1092
1093         slab = vtoslab((vm_offset_t) mtip & (~UMA_SLAB_MASK));
1094         uma_zfree_pcpu(mt_stats_zone, mtip->mti_stats);
1095         uma_zfree_arg(mt_zone, mtip, slab);
1096 }
1097
1098 struct malloc_type *
1099 malloc_desc2type(const char *desc)
1100 {
1101         struct malloc_type *mtp;
1102
1103         mtx_assert(&malloc_mtx, MA_OWNED);
1104         for (mtp = kmemstatistics; mtp != NULL; mtp = mtp->ks_next) {
1105                 if (strcmp(mtp->ks_shortdesc, desc) == 0)
1106                         return (mtp);
1107         }
1108         return (NULL);
1109 }
1110
1111 static int
1112 sysctl_kern_malloc_stats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1113 {
1114         struct malloc_type_stream_header mtsh;
1115         struct malloc_type_internal *mtip;
1116         struct malloc_type_stats *mtsp, zeromts;
1117         struct malloc_type_header mth;
1118         struct malloc_type *mtp;
1119         int error, i;
1120         struct sbuf sbuf;
1121
1122         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
1123         if (error != 0)
1124                 return (error);
1125         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
1126         sbuf_clear_flags(&sbuf, SBUF_INCLUDENUL);
1127         mtx_lock(&malloc_mtx);
1128
1129         bzero(&zeromts, sizeof(zeromts));
1130
1131         /*
1132          * Insert stream header.
1133          */
1134         bzero(&mtsh, sizeof(mtsh));
1135         mtsh.mtsh_version = MALLOC_TYPE_STREAM_VERSION;
1136         mtsh.mtsh_maxcpus = MAXCPU;
1137         mtsh.mtsh_count = kmemcount;
1138         (void)sbuf_bcat(&sbuf, &mtsh, sizeof(mtsh));
1139
1140         /*
1141          * Insert alternating sequence of type headers and type statistics.
1142          */
1143         for (mtp = kmemstatistics; mtp != NULL; mtp = mtp->ks_next) {
1144                 mtip = (struct malloc_type_internal *)mtp->ks_handle;
1145
1146                 /*
1147                  * Insert type header.
1148                  */
1149                 bzero(&mth, sizeof(mth));
1150                 strlcpy(mth.mth_name, mtp->ks_shortdesc, MALLOC_MAX_NAME);
1151                 (void)sbuf_bcat(&sbuf, &mth, sizeof(mth));
1152
1153                 /*
1154                  * Insert type statistics for each CPU.
1155                  */
1156                 for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1157                         mtsp = zpcpu_get_cpu(mtip->mti_stats, i);
1158                         (void)sbuf_bcat(&sbuf, mtsp, sizeof(*mtsp));
1159                 }
1160                 /*
1161                  * Fill in the missing CPUs.
1162                  */
1163                 for (; i < MAXCPU; i++) {
1164                         (void)sbuf_bcat(&sbuf, &zeromts, sizeof(zeromts));
1165                 }
1166
1167         }
1168         mtx_unlock(&malloc_mtx);
1169         error = sbuf_finish(&sbuf);
1170         sbuf_delete(&sbuf);
1171         return (error);
1172 }
1173
1174 SYSCTL_PROC(_kern, OID_AUTO, malloc_stats, CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRUCT,
1175     0, 0, sysctl_kern_malloc_stats, "s,malloc_type_ustats",
1176     "Return malloc types");
1177
1178 SYSCTL_INT(_kern, OID_AUTO, malloc_count, CTLFLAG_RD, &kmemcount, 0,
1179     "Count of kernel malloc types");
1180
1181 void
1182 malloc_type_list(malloc_type_list_func_t *func, void *arg)
1183 {
1184         struct malloc_type *mtp, **bufmtp;
1185         int count, i;
1186         size_t buflen;
1187
1188         mtx_lock(&malloc_mtx);
1189 restart:
1190         mtx_assert(&malloc_mtx, MA_OWNED);
1191         count = kmemcount;
1192         mtx_unlock(&malloc_mtx);
1193
1194         buflen = sizeof(struct malloc_type *) * count;
1195         bufmtp = malloc(buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
1196
1197         mtx_lock(&malloc_mtx);
1198
1199         if (count < kmemcount) {
1200                 free(bufmtp, M_TEMP);
1201                 goto restart;
1202         }
1203
1204         for (mtp = kmemstatistics, i = 0; mtp != NULL; mtp = mtp->ks_next, i++)
1205                 bufmtp[i] = mtp;
1206
1207         mtx_unlock(&malloc_mtx);
1208
1209         for (i = 0; i < count; i++)
1210                 (func)(bufmtp[i], arg);
1211
1212         free(bufmtp, M_TEMP);
1213 }
1214
1215 #ifdef DDB
1216 static int64_t
1217 get_malloc_stats(const struct malloc_type_internal *mtip, uint64_t *allocs,
1218     uint64_t *inuse)
1219 {
1220         const struct malloc_type_stats *mtsp;
1221         uint64_t frees, alloced, freed;
1222         int i;
1223
1224         *allocs = 0;
1225         frees = 0;
1226         alloced = 0;
1227         freed = 0;
1228         for (i = 0; i <= mp_maxid; i++) {
1229                 mtsp = zpcpu_get_cpu(mtip->mti_stats, i);
1230
1231                 *allocs += mtsp->mts_numallocs;
1232                 frees += mtsp->mts_numfrees;
1233                 alloced += mtsp->mts_memalloced;
1234                 freed += mtsp->mts_memfreed;
1235         }
1236         *inuse = *allocs - frees;
1237         return (alloced - freed);
1238 }
1239
1240 DB_SHOW_COMMAND(malloc, db_show_malloc)
1241 {
1242         const char *fmt_hdr, *fmt_entry;
1243         struct malloc_type *mtp;
1244         uint64_t allocs, inuse;
1245         int64_t size;
1246         /* variables for sorting */
1247         struct malloc_type *last_mtype, *cur_mtype;
1248         int64_t cur_size, last_size;
1249         int ties;
1250
1251         if (modif[0] == 'i') {
1252                 fmt_hdr = "%s,%s,%s,%s\n";
1253                 fmt_entry = "\"%s\",%ju,%jdK,%ju\n";
1254         } else {
1255                 fmt_hdr = "%18s %12s  %12s %12s\n";
1256                 fmt_entry = "%18s %12ju %12jdK %12ju\n";
1257         }
1258
1259         db_printf(fmt_hdr, "Type", "InUse", "MemUse", "Requests");
1260
1261         /* Select sort, largest size first. */
1262         last_mtype = NULL;
1263         last_size = INT64_MAX;
1264         for (;;) {
1265                 cur_mtype = NULL;
1266                 cur_size = -1;
1267                 ties = 0;
1268
1269                 for (mtp = kmemstatistics; mtp != NULL; mtp = mtp->ks_next) {
1270                         /*
1271                          * In the case of size ties, print out mtypes
1272                          * in the order they are encountered.  That is,
1273                          * when we encounter the most recently output
1274                          * mtype, we have already printed all preceding
1275                          * ties, and we must print all following ties.
1276                          */
1277                         if (mtp == last_mtype) {
1278                                 ties = 1;
1279                                 continue;
1280                         }
1281                         size = get_malloc_stats(mtp->ks_handle, &allocs,
1282                             &inuse);
1283                         if (size > cur_size && size < last_size + ties) {
1284                                 cur_size = size;
1285                                 cur_mtype = mtp;
1286                         }
1287                 }
1288                 if (cur_mtype == NULL)
1289                         break;
1290
1291                 size = get_malloc_stats(cur_mtype->ks_handle, &allocs, &inuse);
1292                 db_printf(fmt_entry, cur_mtype->ks_shortdesc, inuse,
1293                     howmany(size, 1024), allocs);
1294
1295                 if (db_pager_quit)
1296                         break;
1297
1298                 last_mtype = cur_mtype;
1299                 last_size = cur_size;
1300         }
1301 }
1302
1303 #if MALLOC_DEBUG_MAXZONES > 1
1304 DB_SHOW_COMMAND(multizone_matches, db_show_multizone_matches)
1305 {
1306         struct malloc_type_internal *mtip;
1307         struct malloc_type *mtp;
1308         u_int subzone;
1309
1310         if (!have_addr) {
1311                 db_printf("Usage: show multizone_matches <malloc type/addr>\n");
1312                 return;
1313         }
1314         mtp = (void *)addr;
1315         if (mtp->ks_magic != M_MAGIC) {
1316                 db_printf("Magic %lx does not match expected %x\n",
1317                     mtp->ks_magic, M_MAGIC);
1318                 return;
1319         }
1320
1321         mtip = mtp->ks_handle;
1322         subzone = mtip->mti_zone;
1323
1324         for (mtp = kmemstatistics; mtp != NULL; mtp = mtp->ks_next) {
1325                 mtip = mtp->ks_handle;
1326                 if (mtip->mti_zone != subzone)
1327                         continue;
1328                 db_printf("%s\n", mtp->ks_shortdesc);
1329                 if (db_pager_quit)
1330                         break;
1331         }
1332 }
1333 #endif /* MALLOC_DEBUG_MAXZONES > 1 */
1334 #endif /* DDB */
1335
1336 #ifdef MALLOC_PROFILE
1337
1338 static int
1339 sysctl_kern_mprof(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1340 {
1341         struct sbuf sbuf;
1342         uint64_t count;
1343         uint64_t waste;
1344         uint64_t mem;
1345         int error;
1346         int rsize;
1347         int size;
1348         int i;
1349
1350         waste = 0;
1351         mem = 0;
1352
1353         error = sysctl_wire_old_buffer(req, 0);
1354         if (error != 0)
1355                 return (error);
1356         sbuf_new_for_sysctl(&sbuf, NULL, 128, req);
1357         sbuf_printf(&sbuf,
1358             "\n  Size                    Requests  Real Size\n");
1359         for (i = 0; i < KMEM_ZSIZE; i++) {
1360                 size = i << KMEM_ZSHIFT;
1361                 rsize = kmemzones[kmemsize[i]].kz_size;
1362                 count = (long long unsigned)krequests[i];
1363
1364                 sbuf_printf(&sbuf, "%6d%28llu%11d\n", size,
1365                     (unsigned long long)count, rsize);
1366
1367                 if ((rsize * count) > (size * count))
1368                         waste += (rsize * count) - (size * count);
1369                 mem += (rsize * count);
1370         }
1371         sbuf_printf(&sbuf,
1372             "\nTotal memory used:\t%30llu\nTotal Memory wasted:\t%30llu\n",
1373             (unsigned long long)mem, (unsigned long long)waste);
1374         error = sbuf_finish(&sbuf);
1375         sbuf_delete(&sbuf);
1376         return (error);
1377 }
1378
1379 SYSCTL_OID(_kern, OID_AUTO, mprof, CTLTYPE_STRING|CTLFLAG_RD,
1380     NULL, 0, sysctl_kern_mprof, "A", "Malloc Profiling");
1381 #endif /* MALLOC_PROFILE */