]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - iokit/Kernel/IOLib.cpp
xnu-2782.20.48.tar.gz
[apple/xnu.git] / iokit / Kernel / IOLib.cpp
index a5415e71cb12f573ee57695c3cf3ecc496030fb4..3714d1d4fb9018868dd6f59bd91733572a6ed4c8 100644 (file)
 #include <sys/sysctl.h>
 #endif
 
+#include "libkern/OSAtomic.h"
+#include <libkern/c++/OSKext.h>
+#include <IOKit/IOStatisticsPrivate.h>
+#include <sys/msgbuf.h>
+
+#if IOKITSTATS
+
+#define IOStatisticsAlloc(type, size) \
+do { \
+       IOStatistics::countAlloc(type, size); \
+} while (0)
+
+#else
+
+#define IOStatisticsAlloc(type, size)
+
+#endif /* IOKITSTATS */
+
 extern "C"
 {
 
@@ -63,7 +81,7 @@ mach_timespec_t IOZeroTvalspec = { 0, 0 };
 
 extern ppnum_t pmap_find_phys(pmap_t pmap, addr64_t va);
 
-int
+extern int
 __doprnt(
        const char              *fmt,
        va_list                 argp,
@@ -71,7 +89,10 @@ __doprnt(
        void                    *arg,
        int                     radix);
 
-extern void conslog_putc(char);
+extern void cons_putc_locked(char);
+extern void bsd_log_lock(void);
+extern void bsd_log_unlock(void);
+extern void logwakeup();
 
 
 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
@@ -89,6 +110,7 @@ void *_giDebugLogDataInternal        = NULL;
 void *_giDebugReserved1                = NULL;
 void *_giDebugReserved2                = NULL;
 
+iopa_t gIOBMDPageAllocator;
 
 /*
  * Static variables for this module.
@@ -97,9 +119,15 @@ void *_giDebugReserved2             = NULL;
 static queue_head_t gIOMallocContiguousEntries;
 static lck_mtx_t *  gIOMallocContiguousEntriesLock;
 
-enum { kIOMaxPageableMaps = 16 };
-enum { kIOPageableMapSize = 96 * 1024 * 1024 };
+#if __x86_64__
+enum { kIOMaxPageableMaps    = 8 };
+enum { kIOPageableMapSize    = 512 * 1024 * 1024 };
+enum { kIOPageableMaxMapSize = 512 * 1024 * 1024 };
+#else
+enum { kIOMaxPageableMaps    = 16 };
+enum { kIOPageableMapSize    = 96 * 1024 * 1024 };
 enum { kIOPageableMaxMapSize = 96 * 1024 * 1024 };
+#endif
 
 typedef struct {
     vm_map_t           map;
@@ -114,6 +142,10 @@ static struct {
     lck_mtx_t *        lock;
 } gIOKitPageableSpace;
 
+static iopa_t gIOPageablePageAllocator;
+
+uint32_t  gIOPageAllocChunkBytes;
+
 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
 
 void IOLibInit(void)
@@ -145,6 +177,11 @@ void IOLibInit(void)
     gIOMallocContiguousEntriesLock     = lck_mtx_alloc_init(IOLockGroup, LCK_ATTR_NULL);
     queue_init( &gIOMallocContiguousEntries );
 
+    gIOPageAllocChunkBytes = PAGE_SIZE/64;
+    assert(sizeof(iopa_page_t) <= gIOPageAllocChunkBytes);
+    iopa_init(&gIOBMDPageAllocator);
+    iopa_init(&gIOPageablePageAllocator);
+
     libInitialized = true;
 }
 
@@ -178,11 +215,13 @@ void * IOMalloc(vm_size_t size)
     void * address;
 
     address = (void *)kalloc(size);
+    if ( address ) {
 #if IOALLOCDEBUG
-    if (address) {
                debug_iomalloc_size += size;
-       }
 #endif
+               IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsMalloc, size);
+    }
+
     return address;
 }
 
@@ -193,6 +232,7 @@ void IOFree(void * address, vm_size_t size)
 #if IOALLOCDEBUG
                debug_iomalloc_size -= size;
 #endif
+               IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsFree, size);
     }
 }
 
@@ -214,7 +254,10 @@ void * IOMallocAligned(vm_size_t size, vm_size_t alignment)
     alignMask = alignment - 1;
     adjustedSize = size + sizeof(vm_size_t) + sizeof(vm_address_t);
 
-    if (adjustedSize >= page_size) {
+    if (size > adjustedSize) {
+           address = 0;    /* overflow detected */
+    }
+    else if (adjustedSize >= page_size) {
 
         kr = kernel_memory_allocate(kernel_map, &address,
                                        size, alignMask, 0);
@@ -250,11 +293,12 @@ void * IOMallocAligned(vm_size_t size, vm_size_t alignment)
 
     assert(0 == (address & alignMask));
 
-#if IOALLOCDEBUG
     if( address) {
+#if IOALLOCDEBUG
                debug_iomalloc_size += size;
-       }
 #endif
+       IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsMallocAligned, size);
+       }
 
     return (void *) address;
 }
@@ -289,6 +333,8 @@ void IOFreeAligned(void * address, vm_size_t size)
 #if IOALLOCDEBUG
     debug_iomalloc_size -= size;
 #endif
+
+    IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsFreeAligned, size);
 }
 
 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
@@ -318,14 +364,16 @@ IOKernelFreePhysical(mach_vm_address_t address, mach_vm_size_t size)
        kfree((void *)allocationAddress, adjustedSize);
     }
 
+    IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsFreeContiguous, size);
 #if IOALLOCDEBUG
     debug_iomalloc_size -= size;
 #endif
 }
 
+
 mach_vm_address_t
 IOKernelAllocateWithPhysicalRestrict(mach_vm_size_t size, mach_vm_address_t maxPhys, 
-                                    mach_vm_size_t alignment, bool contiguous)
+                                       mach_vm_size_t alignment, bool contiguous)
 {
     kern_return_t      kr;
     mach_vm_address_t  address;
@@ -353,12 +401,18 @@ IOKernelAllocateWithPhysicalRestrict(mach_vm_size_t size, mach_vm_address_t maxP
         contiguous = (contiguous && (adjustedSize > page_size))
                            || (alignment > page_size);
 
-        if ((!contiguous) && (maxPhys <= 0xFFFFFFFF))
-        {
-            maxPhys = 0;
-            options |= KMA_LOMEM;
-        }
-
+       if (!contiguous)
+       {
+           if (maxPhys <= 0xFFFFFFFF)
+           {
+               maxPhys = 0;
+               options |= KMA_LOMEM;
+           }
+           else if (gIOLastPage && (atop_64(maxPhys) > gIOLastPage))
+           {
+               maxPhys = 0;
+           }
+       }
        if (contiguous || maxPhys)
        {
            kr = kmem_alloc_contig(kernel_map, &virt, size,
@@ -396,15 +450,17 @@ IOKernelAllocateWithPhysicalRestrict(mach_vm_size_t size, mach_vm_address_t maxP
            address = 0;
     }
 
-#if IOALLOCDEBUG
     if (address) {
+    IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsMallocContiguous, size);
+#if IOALLOCDEBUG
        debug_iomalloc_size += size;
-    }
 #endif
+    }
 
     return (address);
 }
 
+
 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
 
 struct _IOMallocContiguousEntry
@@ -588,7 +644,7 @@ static kern_return_t IOMallocPageableCallback(vm_map_t map, void * _ref)
     return( kr );
 }
 
-void * IOMallocPageable(vm_size_t size, vm_size_t alignment)
+static void * IOMallocPageablePages(vm_size_t size, vm_size_t alignment)
 {
     kern_return_t             kr = kIOReturnNotReady;
     struct IOMallocPageableRef ref;
@@ -603,11 +659,6 @@ void * IOMallocPageable(vm_size_t size, vm_size_t alignment)
     if( kIOReturnSuccess != kr)
         ref.address = 0;
 
-#if IOALLOCDEBUG
-    if( ref.address)
-       debug_iomallocpageable_size += round_page(size);
-#endif
-
     return( (void *) ref.address );
 }
 
@@ -629,17 +680,198 @@ vm_map_t IOPageableMapForAddress( uintptr_t address )
     return( map );
 }
 
-void IOFreePageable(void * address, vm_size_t size)
+static void IOFreePageablePages(void * address, vm_size_t size)
 {
     vm_map_t map;
     
     map = IOPageableMapForAddress( (vm_address_t) address);
     if( map)
         kmem_free( map, (vm_offset_t) address, size);
+}
 
+static uintptr_t IOMallocOnePageablePage(iopa_t * a)
+{
+    return ((uintptr_t) IOMallocPageablePages(page_size, page_size));
+}
+
+void * IOMallocPageable(vm_size_t size, vm_size_t alignment)
+{
+    void * addr;
+
+    if (size >= (page_size - 4*gIOPageAllocChunkBytes)) addr = IOMallocPageablePages(size, alignment);
+    else                   addr = ((void * ) iopa_alloc(&gIOPageablePageAllocator, &IOMallocOnePageablePage, size, alignment));
+
+    if (addr) {
 #if IOALLOCDEBUG
-    debug_iomallocpageable_size -= round_page(size);
+       debug_iomallocpageable_size += size;
 #endif
+       IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsMallocPageable, size);
+    }
+
+    return (addr);
+}
+
+void IOFreePageable(void * address, vm_size_t size)
+{
+#if IOALLOCDEBUG
+    debug_iomallocpageable_size -= size;
+#endif
+    IOStatisticsAlloc(kIOStatisticsFreePageable, size);
+
+    if (size < (page_size - 4*gIOPageAllocChunkBytes))
+    {
+       address = (void *) iopa_free(&gIOPageablePageAllocator, (uintptr_t) address, size);
+       size = page_size;
+    }
+    if (address) IOFreePageablePages(address, size);
+}
+
+/* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
+
+extern "C" void 
+iopa_init(iopa_t * a)
+{
+    bzero(a, sizeof(*a));
+    a->lock = IOLockAlloc();
+    queue_init(&a->list);
+}
+
+static uintptr_t
+iopa_allocinpage(iopa_page_t * pa, uint32_t count, uint64_t align)
+{
+    uint32_t n, s;
+    uint64_t avail = pa->avail;
+
+    assert(avail);
+
+    // find strings of count 1 bits in avail
+    for (n = count; n > 1; n -= s)
+    {
+       s = n >> 1;
+       avail = avail & (avail << s);
+    }
+    // and aligned
+    avail &= align;
+
+    if (avail)
+    {
+       n = __builtin_clzll(avail);
+       pa->avail &= ~((-1ULL << (64 - count)) >> n);
+       if (!pa->avail && pa->link.next)
+       {
+           remque(&pa->link);
+           pa->link.next = 0;
+       }
+       return (n * gIOPageAllocChunkBytes + trunc_page((uintptr_t) pa));
+    }
+
+    return (0);
+}
+
+static uint32_t 
+log2up(uint32_t size)
+{
+    if (size <= 1) size = 0;
+    else size = 32 - __builtin_clz(size - 1);
+    return (size);
+}
+
+uintptr_t 
+iopa_alloc(iopa_t * a, iopa_proc_t alloc, vm_size_t bytes, uint32_t balign)
+{
+    static const uint64_t align_masks[] = {
+       0xFFFFFFFFFFFFFFFF,
+       0xAAAAAAAAAAAAAAAA,
+       0x8888888888888888,
+       0x8080808080808080,
+       0x8000800080008000,
+       0x8000000080000000,
+       0x8000000000000000,
+    };
+    iopa_page_t * pa;
+    uintptr_t     addr = 0;
+    uint32_t      count;
+    uint64_t      align;
+
+    if (!bytes) bytes = 1;
+    count = (bytes + gIOPageAllocChunkBytes - 1) / gIOPageAllocChunkBytes;
+    align = align_masks[log2up((balign + gIOPageAllocChunkBytes - 1) / gIOPageAllocChunkBytes)];
+
+    IOLockLock(a->lock);
+    pa = (typeof(pa)) queue_first(&a->list);
+    while (!queue_end(&a->list, &pa->link))
+    {
+       addr = iopa_allocinpage(pa, count, align);
+       if (addr)
+       {
+           a->bytecount += bytes;
+           break;
+       }
+       pa = (typeof(pa)) queue_next(&pa->link);
+    }
+    IOLockUnlock(a->lock);
+
+    if (!addr)
+    {
+       addr = alloc(a);
+       if (addr)
+       {
+           pa = (typeof(pa)) (addr + page_size - gIOPageAllocChunkBytes);
+           pa->signature = kIOPageAllocSignature;
+           pa->avail     = -2ULL;
+
+           addr = iopa_allocinpage(pa, count, align);
+           IOLockLock(a->lock);
+           if (pa->avail) enqueue_head(&a->list, &pa->link);
+           a->pagecount++;
+           if (addr) a->bytecount += bytes;
+           IOLockUnlock(a->lock);
+       }
+    }
+
+    assert((addr & ((1 << log2up(balign)) - 1)) == 0);
+    return (addr);
+}
+
+uintptr_t 
+iopa_free(iopa_t * a, uintptr_t addr, vm_size_t bytes)
+{
+    iopa_page_t * pa;
+    uint32_t      count;
+    uintptr_t     chunk;
+
+    if (!bytes) bytes = 1;
+
+    chunk = (addr & page_mask);
+    assert(0 == (chunk & (gIOPageAllocChunkBytes - 1)));
+
+    pa = (typeof(pa)) (addr | (page_size - gIOPageAllocChunkBytes));
+    assert(kIOPageAllocSignature == pa->signature);
+
+    count = (bytes + gIOPageAllocChunkBytes - 1) / gIOPageAllocChunkBytes;
+    chunk /= gIOPageAllocChunkBytes;
+
+    IOLockLock(a->lock);
+    if (!pa->avail)
+    {
+       assert(!pa->link.next);
+       enqueue_tail(&a->list, &pa->link);
+    }
+    pa->avail |= ((-1ULL << (64 - count)) >> chunk);
+    if (pa->avail != -2ULL) pa = 0;
+    else
+    {
+        remque(&pa->link);
+        pa->link.next = 0;
+        pa->signature = 0;
+       a->pagecount--;
+       // page to free
+       pa = (typeof(pa)) trunc_page(pa);
+    }
+    a->bytecount -= bytes;
+    IOLockUnlock(a->lock);
+
+    return ((uintptr_t) pa);
 }
     
 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
@@ -727,23 +959,37 @@ void IOPause(unsigned nanoseconds)
 
 /* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * */
 
-static void _iolog_putc(int ch, void *arg __unused)
+static void _iolog_consputc(int ch, void *arg __unused)
 {
-       conslog_putc(ch);
+    cons_putc_locked(ch);
+}
+
+static void _iolog_logputc(int ch, void *arg __unused)
+{
+    log_putc_locked(ch);
 }
 
 void IOLog(const char *format, ...)
 {
-       va_list ap;
+    va_list ap;
 
-       va_start(ap, format);
-       __doprnt(format, ap, _iolog_putc, NULL, 16);
-       va_end(ap);
+    va_start(ap, format);
+    IOLogv(format, ap);
+    va_end(ap);
 }
 
 void IOLogv(const char *format, va_list ap)
 {
-       __doprnt(format, ap, _iolog_putc, NULL, 16);
+    va_list ap2;
+
+    va_copy(ap2, ap);
+
+    bsd_log_lock();
+    __doprnt(format, ap, _iolog_logputc, NULL, 16);
+    bsd_log_unlock();
+    logwakeup();
+
+    __doprnt(format, ap2, _iolog_consputc, NULL, 16);
 }
 
 #if !__LP64__