]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - bsd/kern/uipc_mbuf.c
xnu-4570.20.62.tar.gz
[apple/xnu.git] / bsd / kern / uipc_mbuf.c
index 91d1ce4ca6b1967057dcf797f822d1ea24ee07b5..57915610ceffa2d8566598e5312bed7c6d01bbc6 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 1998-2013 Apple Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 1998-2017 Apple Inc. All rights reserved.
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  *
@@ -85,6 +85,7 @@
 #include <kern/simple_lock.h>
 #include <kern/queue.h>
 #include <kern/sched_prim.h>
+#include <kern/backtrace.h>
 #include <kern/cpu_number.h>
 #include <kern/zalloc.h>
 
 #endif /* MAC_NET */
 
 #include <sys/mcache.h>
+#include <net/ntstat.h>
 
 /*
  * MBUF IMPLEMENTATION NOTES.
  *                     |                               |
  *                     v                               |
  *                 [freelist] ----------->>------------+
- *      (objects never get purged to VM)
+ *      (objects get purged to VM only on demand)
  *
  * b. Composite object:
  *
  *
  * The mclaudit[] array is allocated at initialization time, but its contents
  * get populated when the corresponding cluster is created.  Because a page
- * can be turned into NMBPBG number of mbufs, we preserve enough space for the
+ * can be turned into NMBPG number of mbufs, we preserve enough space for the
  * mbufs so that there is a 1-to-1 mapping between them.  A page that never
  * gets (or has not yet) turned into mbufs will use only cl_audit[0] with the
  * remaining entries unused.  For 16KB cluster, only one entry from the first
 
 /* TODO: should be in header file */
 /* kernel translater */
-extern vm_offset_t kmem_mb_alloc(vm_map_t, int, int);
+extern vm_offset_t kmem_mb_alloc(vm_map_t, int, int, kern_return_t *);
 extern ppnum_t pmap_find_phys(pmap_t pmap, addr64_t va);
 extern vm_map_t mb_map;                /* special map */
 
+static uint32_t mb_kmem_contig_failed;
+static uint32_t mb_kmem_failed;
+static uint32_t mb_kmem_one_failed;
+/* Timestamp of allocation failures. */
+static uint64_t mb_kmem_contig_failed_ts;
+static uint64_t mb_kmem_failed_ts;
+static uint64_t mb_kmem_one_failed_ts;
+static uint64_t mb_kmem_contig_failed_size;
+static uint64_t mb_kmem_failed_size;
+static uint32_t mb_kmem_stats[6];
+static const char *mb_kmem_stats_labels[] = { "INVALID_ARGUMENT",
+                                             "INVALID_ADDRESS",
+                                             "RESOURCE_SHORTAGE",
+                                             "NO_SPACE",
+                                             "KERN_FAILURE",
+                                             "OTHERS" };
+
 /* Global lock */
 decl_lck_mtx_data(static, mbuf_mlock_data);
 static lck_mtx_t *mbuf_mlock = &mbuf_mlock_data;
@@ -313,11 +332,17 @@ static lck_grp_t *mbuf_mlock_grp;
 static lck_grp_attr_t *mbuf_mlock_grp_attr;
 
 /* Back-end (common) layer */
-static void *mbuf_worker_run;  /* wait channel for worker thread */
+static uint64_t mb_expand_cnt;
+static uint64_t mb_expand_cl_cnt;
+static uint64_t mb_expand_cl_total;
+static uint64_t mb_expand_bigcl_cnt;
+static uint64_t mb_expand_bigcl_total;
+static uint64_t mb_expand_16kcl_cnt;
+static uint64_t mb_expand_16kcl_total;
+static boolean_t mbuf_worker_needs_wakeup; /* wait channel for mbuf worker */
+static uint32_t mbuf_worker_run_cnt;
+static uint64_t mbuf_worker_last_runtime;
 static int mbuf_worker_ready;  /* worker thread is runnable */
-static int mbuf_expand_mcl;    /* number of cluster creation requets */
-static int mbuf_expand_big;    /* number of big cluster creation requests */
-static int mbuf_expand_16k;    /* number of 16KB cluster creation requests */
 static int ncpu;               /* number of CPUs */
 static ppnum_t *mcl_paddr;     /* Array of cluster physical addresses */
 static ppnum_t mcl_pages;      /* Size of array (# physical pages) */
@@ -401,22 +426,22 @@ typedef struct mcl_slab {
  * whenever a new piece of memory mapped in from the VM crosses the 1MB
  * boundary.
  */
-#define        NSLABSPMB       ((1 << MBSHIFT) >> PGSHIFT)     /* 256 slabs/grp */
+#define        NSLABSPMB       ((1 << MBSHIFT) >> PAGE_SHIFT)
 
 typedef struct mcl_slabg {
-       mcl_slab_t      slg_slab[NSLABSPMB];    /* group of slabs */
+       mcl_slab_t      *slg_slab;      /* group of slabs */
 } mcl_slabg_t;
 
 /*
  * Number of slabs needed to control a 16KB cluster object.
  */
-#define        NSLABSP16KB     (M16KCLBYTES >> PGSHIFT)
+#define        NSLABSP16KB     (M16KCLBYTES >> PAGE_SHIFT)
 
 /*
  * Per-cluster audit structure.
  */
 typedef struct {
-       mcache_audit_t  *cl_audit[NMBPBG];      /* array of audits */
+       mcache_audit_t  **cl_audit;     /* array of audits */
 } mcl_audit_t;
 
 typedef struct {
@@ -475,8 +500,8 @@ static unsigned int slabgrp;        /* # of entries in slabs table */
 int nclusters;                 /* # of clusters for non-jumbo (legacy) sizes */
 int njcl;                      /* # of clusters for jumbo sizes */
 int njclbytes;                 /* size of a jumbo cluster */
-union mbigcluster *mbutl;      /* first mapped cluster address */
-union mbigcluster *embutl;     /* ending virtual address of mclusters */
+unsigned char *mbutl;          /* first mapped cluster address */
+unsigned char *embutl;         /* ending virtual address of mclusters */
 int _max_linkhdr;              /* largest link-level header */
 int _max_protohdr;             /* largest protocol header */
 int max_hdr;                   /* largest link+protocol header */
@@ -494,7 +519,7 @@ static struct mleak_table mleak_table;
 static mleak_stat_t *mleak_stat;
 
 #define        MLEAK_STAT_SIZE(n) \
-       ((size_t)(&((mleak_stat_t *)0)->ml_trace[n]))
+       __builtin_offsetof(mleak_stat_t, ml_trace[n])
 
 struct mallocation {
        mcache_obj_t *element;  /* the alloc'ed element, NULL if unused */
@@ -557,6 +582,13 @@ static lck_attr_t *mleak_lock_attr;
 static lck_grp_t *mleak_lock_grp;
 static lck_grp_attr_t *mleak_lock_grp_attr;
 
+/* Lock to protect the completion callback table */
+static lck_grp_attr_t *mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp_attr = NULL;
+static lck_attr_t *mbuf_tx_compl_tbl_lck_attr = NULL;
+static lck_grp_t *mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp = NULL;
+decl_lck_rw_data(, mbuf_tx_compl_tbl_lck_rw_data);
+lck_rw_t *mbuf_tx_compl_tbl_lock = &mbuf_tx_compl_tbl_lck_rw_data;
+
 extern u_int32_t high_sb_max;
 
 /* The minimum number of objects that are allocated, to start. */
@@ -578,6 +610,8 @@ typedef struct {
        int             mtbl_minlimit;  /* minimum allowed */
        int             mtbl_maxlimit;  /* maximum allowed */
        u_int32_t       mtbl_wantpurge; /* purge during next reclaim */
+       uint32_t        mtbl_avgtotal;  /* average total on iOS */
+       u_int32_t       mtbl_expand;    /* worker should expand the class */
 } mbuf_table_t;
 
 #define        m_class(c)      mbuf_table[c].mtbl_class
@@ -588,6 +622,7 @@ typedef struct {
 #define        m_minlimit(c)   mbuf_table[c].mtbl_minlimit
 #define        m_maxlimit(c)   mbuf_table[c].mtbl_maxlimit
 #define        m_wantpurge(c)  mbuf_table[c].mtbl_wantpurge
+#define        m_avgtotal(c)   mbuf_table[c].mtbl_avgtotal
 #define        m_cname(c)      mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_cname
 #define        m_size(c)       mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_size
 #define        m_total(c)      mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_total
@@ -600,19 +635,24 @@ typedef struct {
 #define        m_purge_cnt(c)  mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_purge_cnt
 #define        m_fail_cnt(c)   mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_fail_cnt
 #define        m_ctotal(c)     mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_ctotal
+#define        m_peak(c)       mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_peak_reported
+#define        m_release_cnt(c) mbuf_table[c].mtbl_stats->mbcl_release_cnt
+#define        m_region_expand(c)      mbuf_table[c].mtbl_expand
 
 static mbuf_table_t mbuf_table[] = {
        /*
         * The caches for mbufs, regular clusters and big clusters.
+        * The average total values were based on data gathered by actual
+        * usage patterns on iOS.
         */
        { MC_MBUF, NULL, TAILQ_HEAD_INITIALIZER(m_slablist(MC_MBUF)),
-           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
+           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 3000, 0 },
        { MC_CL, NULL, TAILQ_HEAD_INITIALIZER(m_slablist(MC_CL)),
-           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
+           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2000, 0 },
        { MC_BIGCL, NULL, TAILQ_HEAD_INITIALIZER(m_slablist(MC_BIGCL)),
-           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
+           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 1000, 0 },
        { MC_16KCL, NULL, TAILQ_HEAD_INITIALIZER(m_slablist(MC_16KCL)),
-           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
+           NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 200, 0 },
        /*
         * The following are special caches; they serve as intermediate
         * caches backed by the above rudimentary caches.  Each object
@@ -621,9 +661,9 @@ static mbuf_table_t mbuf_table[] = {
         * deal with the slab structures; instead, the constructed
         * cached elements are simply stored in the freelists.
         */
-       { MC_MBUF_CL, NULL, { NULL, NULL }, NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
-       { MC_MBUF_BIGCL, NULL, { NULL, NULL }, NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
-       { MC_MBUF_16KCL, NULL, { NULL, NULL }, NULL, NULL, 0, 0, 0, 0 },
+       { MC_MBUF_CL, NULL, { NULL, NULL }, NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 2000, 0 },
+       { MC_MBUF_BIGCL, NULL, { NULL, NULL }, NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 1000, 0 },
+       { MC_MBUF_16KCL, NULL, { NULL, NULL }, NULL, NULL, 0, 0, 0, 0, 200, 0 },
 };
 
 #define        NELEM(a)        (sizeof (a) / sizeof ((a)[0]))
@@ -631,17 +671,35 @@ static mbuf_table_t mbuf_table[] = {
 static void *mb_waitchan = &mbuf_table;        /* wait channel for all caches */
 static int mb_waiters;                 /* number of waiters */
 
+boolean_t mb_peak_newreport = FALSE;
+boolean_t mb_peak_firstreport = FALSE;
+
+/* generate a report by default after 1 week of uptime */
+#define        MBUF_PEAK_FIRST_REPORT_THRESHOLD        604800
+
 #define        MB_WDT_MAXTIME  10              /* # of secs before watchdog panic */
 static struct timeval mb_wdtstart;     /* watchdog start timestamp */
 static char *mbuf_dump_buf;
 
-#define        MBUF_DUMP_BUF_SIZE      2048
+#define        MBUF_DUMP_BUF_SIZE      3072
 
 /*
  * mbuf watchdog is enabled by default on embedded platforms.  It is
  * also toggeable via the kern.ipc.mb_watchdog sysctl.
+ * Garbage collection is also enabled by default on embedded platforms.
+ * mb_drain_maxint controls the amount of time to wait (in seconds) before
+ * consecutive calls to m_drain().
  */
+#if CONFIG_EMBEDDED
+static unsigned int mb_watchdog = 1;
+static unsigned int mb_drain_maxint = 60;
+#else
 static unsigned int mb_watchdog = 0;
+static unsigned int mb_drain_maxint = 0;
+#endif /* CONFIG_EMBEDDED */
+
+uintptr_t mb_obscure_extfree __attribute__((visibility("hidden")));
+uintptr_t mb_obscure_extref __attribute__((visibility("hidden")));
 
 /* Red zone */
 static u_int32_t mb_redzone_cookie;
@@ -662,7 +720,7 @@ static int mleak_table_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS;
 static char *mbuf_dump(void);
 static void mbuf_table_init(void);
 static inline void m_incref(struct mbuf *);
-static inline u_int32_t m_decref(struct mbuf *);
+static inline u_int16_t m_decref(struct mbuf *);
 static int m_clalloc(const u_int32_t, const int, const u_int32_t);
 static void mbuf_worker_thread_init(void);
 static mcache_obj_t *slab_alloc(mbuf_class_t, int);
@@ -691,6 +749,7 @@ static boolean_t mbuf_sleep(mbuf_class_t, unsigned int, int);
 
 static void mcl_audit_init(void *, mcache_audit_t **, mcache_obj_t **,
     size_t, unsigned int);
+static void mcl_audit_free(void *, unsigned int);
 static mcache_audit_t *mcl_audit_buf2mca(mbuf_class_t, mcache_obj_t *);
 static void mcl_audit_mbuf(mcache_audit_t *, void *, boolean_t, boolean_t);
 static void mcl_audit_cluster(mcache_audit_t *, void *, size_t, boolean_t,
@@ -720,6 +779,8 @@ static boolean_t slab_is_detached(mcl_slab_t *);
 
 static int m_copyback0(struct mbuf **, int, int, const void *, int, int);
 static struct mbuf *m_split0(struct mbuf *, int, int, int);
+__private_extern__ void mbuf_report_peak_usage(void);
+static boolean_t mbuf_report_usage(mbuf_class_t);
 
 /* flags for m_copyback0 */
 #define        M_COPYBACK0_COPYBACK    0x0001  /* copyback from cp */
@@ -746,19 +807,43 @@ static struct mbuf *m_split0(struct mbuf *, int, int, int);
  * cleared.
  */
 #define        EXTF_READONLY   0x2
-#define        EXTF_MASK       (EXTF_COMPOSITE | EXTF_READONLY)
-
-#define        MEXT_RFA(m)             ((m)->m_ext.ext_refflags)
-#define        MEXT_REF(m)             (MEXT_RFA(m)->refcnt)
-#define        MEXT_FLAGS(m)           (MEXT_RFA(m)->flags)
-#define        MBUF_IS_COMPOSITE(m)    \
-       (MEXT_REF(m) == 0 && (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_MASK) == EXTF_COMPOSITE)
+/*
+ * This flag indicates that the external cluster is paired with the mbuf.
+ * Pairing implies an external free routine defined which will be invoked
+ * when the reference count drops to the minimum at m_free time.  This
+ * flag is never cleared.
+ */
+#define        EXTF_PAIRED     0x4
+
+#define        EXTF_MASK       \
+       (EXTF_COMPOSITE | EXTF_READONLY | EXTF_PAIRED)
+
+#define        MEXT_MINREF(m)          ((m_get_rfa(m))->minref)
+#define        MEXT_REF(m)             ((m_get_rfa(m))->refcnt)
+#define        MEXT_PREF(m)            ((m_get_rfa(m))->prefcnt)
+#define        MEXT_FLAGS(m)           ((m_get_rfa(m))->flags)
+#define        MEXT_PRIV(m)            ((m_get_rfa(m))->priv)
+#define        MEXT_PMBUF(m)           ((m_get_rfa(m))->paired)
+#define        MEXT_TOKEN(m)           ((m_get_rfa(m))->ext_token)
+#define        MBUF_IS_COMPOSITE(m)                                            \
+       (MEXT_REF(m) == MEXT_MINREF(m) &&                               \
+       (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_MASK) == EXTF_COMPOSITE)
+/*
+ * This macro can be used to test if the mbuf is paired to an external
+ * cluster.  The test for MEXT_PMBUF being equal to the mbuf in subject
+ * is important, as EXTF_PAIRED alone is insufficient since it is immutable,
+ * and thus survives calls to m_free_paired.
+ */
+#define        MBUF_IS_PAIRED(m)                                               \
+       (((m)->m_flags & M_EXT) &&                                      \
+       (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_MASK) == EXTF_PAIRED &&                   \
+       MEXT_PMBUF(m) == (m))
 
 /*
  * Macros used to verify the integrity of the mbuf.
  */
 #define        _MCHECK(m) {                                                    \
-       if ((m)->m_type != MT_FREE) {                                   \
+       if ((m)->m_type != MT_FREE && !MBUF_IS_PAIRED(m)) {             \
                if (mclaudit == NULL)                                   \
                        panic("MCHECK: m_type=%d m=%p",                 \
                            (u_int16_t)(m)->m_type, m);                 \
@@ -768,7 +853,8 @@ static struct mbuf *m_split0(struct mbuf *, int, int, int);
 }
 
 #define        MBUF_IN_MAP(addr)                                               \
-       ((void *)(addr) >= (void *)mbutl && (void *)(addr) < (void *)embutl)
+       ((unsigned char *)(addr) >= mbutl &&                            \
+       (unsigned char *)(addr) < embutl)
 
 #define        MRANGE(addr) {                                                  \
        if (!MBUF_IN_MAP(addr))                                         \
@@ -781,21 +867,28 @@ static struct mbuf *m_split0(struct mbuf *, int, int, int);
 #define        MTOD(m, t)      ((t)((m)->m_data))
 
 /*
- * Macros to obtain (4KB) cluster index and base cluster address.
+ * Macros to obtain page index given a base cluster address
  */
-
-#define        MTOBG(x)        (((char *)(x) - (char *)mbutl) >> MBIGCLSHIFT)
-#define        BGTOM(x)        ((union mbigcluster *)(mbutl + (x)))
+#define        MTOPG(x)        (((unsigned char *)x - mbutl) >> PAGE_SHIFT)
+#define PGTOM(x)       (mbutl + (x << PAGE_SHIFT))
 
 /*
  * Macro to find the mbuf index relative to a base.
  */
-#define        MCLIDX(c, m)    (((char *)(m) - (char *)(c)) >> MSIZESHIFT)
+#define        MBPAGEIDX(c, m) \
+       (((unsigned char *)(m) - (unsigned char *)(c)) >> MSIZESHIFT)
 
 /*
  * Same thing for 2KB cluster index.
  */
-#define        CLBGIDX(c, m)   (((char *)(m) - (char *)(c)) >> MCLSHIFT)
+#define        CLPAGEIDX(c, m) \
+       (((unsigned char *)(m) - (unsigned char *)(c)) >> MCLSHIFT)
+
+/*
+ * Macro to find 4KB cluster index relative to a base
+ */
+#define BCLPAGEIDX(c, m) \
+       (((unsigned char *)(m) - (unsigned char *)(c)) >> MBIGCLSHIFT)
 
 /*
  * Macros used during mbuf and cluster initialization.
@@ -828,27 +921,31 @@ static struct mbuf *m_split0(struct mbuf *, int, int, int);
        }                                                               \
 }
 
-#define        MEXT_INIT(m, buf, size, free, arg, rfa, ref, flag) {            \
+#define        MEXT_INIT(m, buf, size, free, arg, rfa, min, ref, pref, flag,   \
+    priv, pm) {                                                                \
        (m)->m_data = (m)->m_ext.ext_buf = (buf);                       \
        (m)->m_flags |= M_EXT;                                          \
+       m_set_ext((m), (rfa), (free), (arg));                           \
        (m)->m_ext.ext_size = (size);                                   \
-       (m)->m_ext.ext_free = (free);                                   \
-       (m)->m_ext.ext_arg = (arg);                                     \
-       (m)->m_ext.ext_refs.forward = (m)->m_ext.ext_refs.backward =    \
-           &(m)->m_ext.ext_refs;                                       \
-       MEXT_RFA(m) = (rfa);                                            \
+       MEXT_MINREF(m) = (min);                                         \
        MEXT_REF(m) = (ref);                                            \
+       MEXT_PREF(m) = (pref);                                          \
        MEXT_FLAGS(m) = (flag);                                         \
+       MEXT_PRIV(m) = (priv);                                          \
+       MEXT_PMBUF(m) = (pm);                                           \
 }
 
 #define        MBUF_CL_INIT(m, buf, rfa, ref, flag)    \
-       MEXT_INIT(m, buf, m_maxsize(MC_CL), NULL, NULL, rfa, ref, flag)
+       MEXT_INIT(m, buf, m_maxsize(MC_CL), NULL, NULL, rfa, 0,         \
+           ref, 0, flag, 0, NULL)
 
 #define        MBUF_BIGCL_INIT(m, buf, rfa, ref, flag) \
-       MEXT_INIT(m, buf, m_maxsize(MC_BIGCL), m_bigfree, NULL, rfa, ref, flag)
+       MEXT_INIT(m, buf, m_maxsize(MC_BIGCL), m_bigfree, NULL, rfa, 0, \
+           ref, 0, flag, 0, NULL)
 
 #define        MBUF_16KCL_INIT(m, buf, rfa, ref, flag) \
-       MEXT_INIT(m, buf, m_maxsize(MC_16KCL), m_16kfree, NULL, rfa, ref, flag)
+       MEXT_INIT(m, buf, m_maxsize(MC_16KCL), m_16kfree, NULL, rfa, 0, \
+           ref, 0, flag, 0, NULL)
 
 /*
  * Macro to convert BSD malloc sleep flag to mcache's
@@ -865,7 +962,7 @@ struct mb_stat *mb_stat;
 struct omb_stat *omb_stat;     /* For backwards compatibility */
 
 #define        MB_STAT_SIZE(n) \
-       ((size_t)(&((mb_stat_t *)0)->mbs_class[n]))
+       __builtin_offsetof(mb_stat_t, mbs_class[n])
 #define        OMB_STAT_SIZE(n) \
        ((size_t)(&((struct omb_stat *)0)->mbs_class[n]))
 
@@ -932,7 +1029,7 @@ mbuf_mtypes_sync(boolean_t locked)
        mtypes_cpu_t mtc;
 
        if (locked)
-               lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+               LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        bzero(&mtc, sizeof (mtc));
        for (m = 0; m < ncpu; m++) {
@@ -970,7 +1067,7 @@ mbuf_stat_sync(void)
        mcache_t *cp;
        int k, m, bktsize;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        for (k = 0; k < NELEM(mbuf_table); k++) {
                cp = m_cache(k);
@@ -1064,6 +1161,7 @@ mb_stat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
                        oc->mbcl_purge_cnt = c->mbcl_purge_cnt;
                        oc->mbcl_fail_cnt = c->mbcl_fail_cnt;
                        oc->mbcl_ctotal = c->mbcl_ctotal;
+                       oc->mbcl_release_cnt = c->mbcl_release_cnt;
                        oc->mbcl_mc_state = c->mbcl_mc_state;
                        oc->mbcl_mc_cached = c->mbcl_mc_cached;
                        oc->mbcl_mc_waiter_cnt = c->mbcl_mc_waiter_cnt;
@@ -1120,35 +1218,35 @@ mleak_table_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
 static inline void
 m_incref(struct mbuf *m)
 {
-       UInt32 old, new;
-       volatile UInt32 *addr = (volatile UInt32 *)&MEXT_REF(m);
+       UInt16 old, new;
+       volatile UInt16 *addr = (volatile UInt16 *)&MEXT_REF(m);
 
        do {
                old = *addr;
                new = old + 1;
                ASSERT(new != 0);
-       } while (!OSCompareAndSwap(old, new, addr));
+       } while (!OSCompareAndSwap16(old, new, addr));
 
        /*
         * If cluster is shared, mark it with (sticky) EXTF_READONLY;
-        * we don't clear the flag when the refcount goes back to 1
-        * to simplify code calling m_mclhasreference().
+        * we don't clear the flag when the refcount goes back to the
+        * minimum, to simplify code calling m_mclhasreference().
         */
-       if (new > 1 && !(MEXT_FLAGS(m) & EXTF_READONLY))
-               (void) OSBitOrAtomic(EXTF_READONLY, &MEXT_FLAGS(m));
+       if (new > (MEXT_MINREF(m) + 1) && !(MEXT_FLAGS(m) & EXTF_READONLY))
+               (void) OSBitOrAtomic16(EXTF_READONLY, &MEXT_FLAGS(m));
 }
 
-static inline u_int32_t
+static inline u_int16_t
 m_decref(struct mbuf *m)
 {
-       UInt32 old, new;
-       volatile UInt32 *addr = (volatile UInt32 *)&MEXT_REF(m);
+       UInt16 old, new;
+       volatile UInt16 *addr = (volatile UInt16 *)&MEXT_REF(m);
 
        do {
                old = *addr;
                new = old - 1;
                ASSERT(old != 0);
-       } while (!OSCompareAndSwap(old, new, addr));
+       } while (!OSCompareAndSwap16(old, new, addr));
 
        return (new);
 }
@@ -1157,7 +1255,7 @@ static void
 mbuf_table_init(void)
 {
        unsigned int b, c, s;
-       int m;
+       int m, config_mbuf_jumbo = 0;
 
        MALLOC(omb_stat, struct omb_stat *, OMB_STAT_SIZE(NELEM(mbuf_table)),
            M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
@@ -1172,38 +1270,44 @@ mbuf_table_init(void)
                mbuf_table[m].mtbl_stats = &mb_stat->mbs_class[m];
 
 #if CONFIG_MBUF_JUMBO
-       /*
-        * Set aside 1/3 of the mbuf cluster map for jumbo clusters; we do
-        * this only on platforms where jumbo cluster pool is enabled.
-        */
-       njcl = nmbclusters / 3;
-       njclbytes = M16KCLBYTES;
+       config_mbuf_jumbo = 1;
 #endif /* CONFIG_MBUF_JUMBO */
 
+       if (config_mbuf_jumbo == 1 || PAGE_SIZE == M16KCLBYTES) {
+               /*
+                * Set aside 1/3 of the mbuf cluster map for jumbo
+                * clusters; we do this only on platforms where jumbo
+                * cluster pool is enabled.
+                */
+               njcl = nmbclusters / 3;
+               njclbytes = M16KCLBYTES;
+       }
+
        /*
         * nclusters holds both the 2KB and 4KB pools, so ensure it's
         * a multiple of 4KB clusters.
         */
-       nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, NCLPBG);
+       nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, NCLPG);
        if (njcl > 0) {
                /*
                 * Each jumbo cluster takes 8 2KB clusters, so make
                 * sure that the pool size is evenly divisible by 8;
                 * njcl is in 2KB unit, hence treated as such.
                 */
-               njcl = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - nclusters, 8);
+               njcl = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - nclusters, NCLPJCL);
 
                /* Update nclusters with rounded down value of njcl */
-               nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, NCLPBG);
+               nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, NCLPG);
        }
 
        /*
-        * njcl is valid only on platforms with 16KB jumbo clusters, where
-        * it is configured to 1/3 of the pool size.  On these platforms,
-        * the remaining is used for 2KB and 4KB clusters.  On platforms
-        * without 16KB jumbo clusters, the entire pool is used for both
-        * 2KB and 4KB clusters.  A 4KB cluster can either be splitted into
-        * 16 mbufs, or into 2 2KB clusters.
+        * njcl is valid only on platforms with 16KB jumbo clusters or
+        * with 16KB pages, where it is configured to 1/3 of the pool
+        * size.  On these platforms, the remaining is used for 2KB
+        * and 4KB clusters.  On platforms without 16KB jumbo clusters,
+        * the entire pool is used for both 2KB and 4KB clusters.  A 4KB
+        * cluster can either be splitted into 16 mbufs, or into 2 2KB
+        * clusters.
         *
         *  +---+---+------------ ... -----------+------- ... -------+
         *  | c | b |              s             |        njcl       |
@@ -1212,8 +1316,8 @@ mbuf_table_init(void)
         * 1/32th of the shared region is reserved for pure 2KB and 4KB
         * clusters (1/64th each.)
         */
-       c = P2ROUNDDOWN((nclusters >> 6), 2);           /* in 2KB unit */
-       b = P2ROUNDDOWN((nclusters >> (6 + NCLPBGSHIFT)), 2); /* in 4KB unit */
+       c = P2ROUNDDOWN((nclusters >> 6), NCLPG);       /* in 2KB unit */
+       b = P2ROUNDDOWN((nclusters >> (6 + NCLPBGSHIFT)), NBCLPG); /* in 4KB unit */
        s = nclusters - (c + (b << NCLPBGSHIFT));       /* in 2KB unit */
 
        /*
@@ -1381,6 +1485,7 @@ mbinit(void)
        _CASSERT(MBUF_TSO_IPV6 == CSUM_TSO_IPV6);
        _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_SUM16 == CSUM_PARTIAL);
        _CASSERT(MBUF_CSUM_TCP_SUM16 == MBUF_CSUM_REQ_SUM16);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_ZERO_INVERT == CSUM_ZERO_INVERT);
        _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_IP == CSUM_IP);
        _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_TCP == CSUM_TCP);
        _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_UDP == CSUM_UDP);
@@ -1419,6 +1524,10 @@ mbinit(void)
        _CASSERT(sizeof (mb_redzone_cookie) ==
            sizeof (((struct pkthdr *)0)->redzone));
        read_random(&mb_redzone_cookie, sizeof (mb_redzone_cookie));
+       read_random(&mb_obscure_extref, sizeof (mb_obscure_extref));
+       read_random(&mb_obscure_extfree, sizeof (mb_obscure_extfree));
+       mb_obscure_extref |= 0x3;
+       mb_obscure_extfree |= 0x3;
 
        /* Make sure we don't save more than we should */
        _CASSERT(MCA_SAVED_MBUF_SIZE <= sizeof (struct mbuf));
@@ -1447,7 +1556,7 @@ mbinit(void)
         * mcl_slab_g_t units, each one representing a MB of memory.
         */
        maxslabgrp =
-           (P2ROUNDUP(nmbclusters, (MBSIZE >> 11)) << MCLSHIFT) >> MBSHIFT;
+           (P2ROUNDUP(nmbclusters, (MBSIZE >> MCLSHIFT)) << MCLSHIFT) >> MBSHIFT;
        MALLOC(slabstbl, mcl_slabg_t **, maxslabgrp * sizeof (mcl_slabg_t *),
            M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
        VERIFY(slabstbl != NULL);
@@ -1455,17 +1564,25 @@ mbinit(void)
        /*
         * Allocate audit structures, if needed:
         *
-        *      maxclaudit = (maxslabgrp * 1024 * 1024) / 4096
+        *      maxclaudit = (maxslabgrp * 1024 * 1024) / PAGE_SIZE
         *
         * This yields mcl_audit_t units, each one representing a page.
         */
        PE_parse_boot_argn("mbuf_debug", &mbuf_debug, sizeof (mbuf_debug));
        mbuf_debug |= mcache_getflags();
        if (mbuf_debug & MCF_DEBUG) {
-               maxclaudit = ((maxslabgrp << MBSHIFT) >> PGSHIFT);
+               int l;
+               mcl_audit_t *mclad;
+               maxclaudit = ((maxslabgrp << MBSHIFT) >> PAGE_SHIFT);
                MALLOC(mclaudit, mcl_audit_t *, maxclaudit * sizeof (*mclaudit),
                    M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
                VERIFY(mclaudit != NULL);
+               for (l = 0, mclad = mclaudit; l < maxclaudit; l++) {
+                       MALLOC(mclad[l].cl_audit, mcache_audit_t **,
+                           NMBPG * sizeof(mcache_audit_t *),
+                           M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
+                       VERIFY(mclad[l].cl_audit != NULL);
+               }
 
                mcl_audit_con_cache = mcache_create("mcl_audit_contents",
                    AUDIT_CONTENTS_SIZE, sizeof (u_int64_t), 0, MCR_SLEEP);
@@ -1485,8 +1602,23 @@ mbinit(void)
 
        mleak_activate();
 
+       /*
+        * Allocate structure for per-CPU statistics that's aligned
+        * on the CPU cache boundary; this code assumes that we never
+        * uninitialize this framework, since the original address
+        * before alignment is not saved.
+        */
+       ncpu = ml_get_max_cpus();
+       MALLOC(buf, void *, MBUF_MTYPES_SIZE(ncpu) + CPU_CACHE_LINE_SIZE,
+           M_TEMP, M_WAITOK);
+       VERIFY(buf != NULL);
+
+       mbuf_mtypes = (mbuf_mtypes_t *)P2ROUNDUP((intptr_t)buf,
+           CPU_CACHE_LINE_SIZE);
+       bzero(mbuf_mtypes, MBUF_MTYPES_SIZE(ncpu));
+
        /* Calculate the number of pages assigned to the cluster pool */
-       mcl_pages = (nmbclusters * MCLBYTES) / CLBYTES;
+       mcl_pages = (nmbclusters << MCLSHIFT) / PAGE_SIZE;
        MALLOC(mcl_paddr, ppnum_t *, mcl_pages * sizeof (ppnum_t),
            M_TEMP, M_WAITOK);
        VERIFY(mcl_paddr != NULL);
@@ -1495,9 +1627,8 @@ mbinit(void)
        mcl_paddr_base = IOMapperIOVMAlloc(mcl_pages);
        bzero((char *)mcl_paddr, mcl_pages * sizeof (ppnum_t));
 
-       embutl = (union mbigcluster *)
-           ((void *)((unsigned char *)mbutl + (nmbclusters * MCLBYTES)));
-       VERIFY((((char *)embutl - (char *)mbutl) % MBIGCLBYTES) == 0);
+       embutl = (mbutl + (nmbclusters * MCLBYTES));
+       VERIFY(((embutl - mbutl) % MBIGCLBYTES) == 0);
 
        /* Prime up the freelist */
        PE_parse_boot_argn("initmcl", &initmcl, sizeof (initmcl));
@@ -1524,7 +1655,11 @@ mbinit(void)
                /* Make sure we didn't miss any */
                VERIFY(m_minlimit(m_class(m)) == 0 ||
                    m_total(m_class(m)) >= m_minlimit(m_class(m)));
+
+               /* populate the initial sizes and report from there on */
+               m_peak(m_class(m)) = m_total(m_class(m));
        }
+       mb_peak_newreport = FALSE;
 
        lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
 
@@ -1572,21 +1707,6 @@ mbinit(void)
                    (void *)(uintptr_t)m, flags, MCR_SLEEP);
        }
 
-       /*
-        * Allocate structure for per-CPU statistics that's aligned
-        * on the CPU cache boundary; this code assumes that we never
-        * uninitialize this framework, since the original address
-        * before alignment is not saved.
-        */
-       ncpu = ml_get_max_cpus();
-       MALLOC(buf, void *, MBUF_MTYPES_SIZE(ncpu) + CPU_CACHE_LINE_SIZE,
-           M_TEMP, M_WAITOK);
-       VERIFY(buf != NULL);
-
-       mbuf_mtypes = (mbuf_mtypes_t *)P2ROUNDUP((intptr_t)buf,
-           CPU_CACHE_LINE_SIZE);
-       bzero(mbuf_mtypes, MBUF_MTYPES_SIZE(ncpu));
-
        /*
         * Set the max limit on sb_max to be 1/16 th of the size of
         * memory allocated for mbuf clusters.
@@ -1621,6 +1741,27 @@ mbinit(void)
            (nmbclusters << MCLSHIFT) >> MBSHIFT,
            (nclusters << MCLSHIFT) >> MBSHIFT,
            (njcl << MCLSHIFT) >> MBSHIFT);
+
+       /* initialize lock form tx completion callback table */
+       mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp_attr = lck_grp_attr_alloc_init();
+       if (mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp_attr == NULL) {
+               panic("%s: lck_grp_attr_alloc_init failed", __func__);
+               /* NOTREACHED */
+       }
+       mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp = lck_grp_alloc_init("mbuf_tx_compl_tbl",
+           mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp_attr);
+       if (mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp == NULL) {
+               panic("%s: lck_grp_alloc_init failed", __func__);
+               /* NOTREACHED */
+       }
+       mbuf_tx_compl_tbl_lck_attr = lck_attr_alloc_init();
+       if (mbuf_tx_compl_tbl_lck_attr == NULL) {
+               panic("%s: lck_attr_alloc_init failed", __func__);
+               /* NOTREACHED */
+       }
+       lck_rw_init(mbuf_tx_compl_tbl_lock, mbuf_tx_compl_tbl_lck_grp,
+           mbuf_tx_compl_tbl_lck_attr);
+
 }
 
 /*
@@ -1632,9 +1773,7 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
        mcl_slab_t *sp;
        mcache_obj_t *buf;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
-
-       VERIFY(class != MC_16KCL || njcl > 0);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        /* This should always be NULL for us */
        VERIFY(m_cobjlist(class) == NULL);
@@ -1646,7 +1785,8 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
         * more than one buffer chunks (e.g. mbuf slabs).  For other
         * slabs, this probably doesn't make much of a difference.
         */
-       if ((class == MC_MBUF || class == MC_CL) && (wait & MCR_COMP))
+       if ((class == MC_MBUF || class == MC_CL || class == MC_BIGCL)
+           && (wait & MCR_COMP))
                sp = (mcl_slab_t *)TAILQ_LAST(&m_slablist(class), mcl_slhead);
        else
                sp = (mcl_slab_t *)TAILQ_FIRST(&m_slablist(class));
@@ -1663,16 +1803,12 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
            (sp->sl_flags & (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL)) == SLF_MAPPED);
        buf = sp->sl_head;
        VERIFY(slab_inrange(sp, buf) && sp == slab_get(buf));
+       sp->sl_head = buf->obj_next;
+       /* Increment slab reference */
+       sp->sl_refcnt++;
+
+       VERIFY(sp->sl_head != NULL || sp->sl_refcnt == sp->sl_chunks);
 
-       if (class == MC_MBUF) {
-               sp->sl_head = buf->obj_next;
-               VERIFY(sp->sl_head != NULL || sp->sl_refcnt == (NMBPBG - 1));
-       } else if (class == MC_CL) {
-               sp->sl_head = buf->obj_next;
-               VERIFY(sp->sl_head != NULL || sp->sl_refcnt == (NCLPBG - 1));
-       } else {
-               sp->sl_head = NULL;
-       }
        if (sp->sl_head != NULL && !slab_inrange(sp, sp->sl_head)) {
                slab_nextptr_panic(sp, sp->sl_head);
                /* In case sl_head is in the map but not in the slab */
@@ -1680,9 +1816,6 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
                /* NOTREACHED */
        }
 
-       /* Increment slab reference */
-       sp->sl_refcnt++;
-
        if (mclaudit != NULL) {
                mcache_audit_t *mca = mcl_audit_buf2mca(class, buf);
                mca->mca_uflags = 0;
@@ -1694,20 +1827,20 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
        if (class == MC_CL) {
                mbstat.m_clfree = (--m_infree(MC_CL)) + m_infree(MC_MBUF_CL);
                /*
-                * A 2K cluster slab can have at most NCLPBG references.
+                * A 2K cluster slab can have at most NCLPG references.
                 */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 1 && sp->sl_refcnt <= NCLPBG &&
-                   sp->sl_chunks == NCLPBG &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_BIGCL));
-               VERIFY(sp->sl_refcnt < NCLPBG || sp->sl_head == NULL);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 1 && sp->sl_refcnt <= NCLPG &&
+                   sp->sl_chunks == NCLPG && sp->sl_len == PAGE_SIZE);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt < NCLPG || sp->sl_head == NULL);
        } else if (class == MC_BIGCL) {
                mbstat.m_bigclfree = (--m_infree(MC_BIGCL)) +
                    m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
                /*
-                * A 4K cluster slab can have at most 1 reference.
+                * A 4K cluster slab can have NBCLPG references.
                 */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt == 1 && sp->sl_chunks == 1 &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(class) && sp->sl_head == NULL);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 1 && sp->sl_chunks == NBCLPG &&
+                   sp->sl_len == PAGE_SIZE &&
+                   (sp->sl_refcnt < NBCLPG || sp->sl_head == NULL));
        } else if (class == MC_16KCL) {
                mcl_slab_t *nsp;
                int k;
@@ -1745,18 +1878,19 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
                 * Since we have incremented the reference count above,
                 * an mbuf slab (formerly a 4KB cluster slab that was cut
                 * up into mbufs) must have a reference count between 1
-                * and NMBPBG at this point.
+                * and NMBPG at this point.
                 */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 1 && sp->sl_refcnt <= NMBPBG &&
-                   sp->sl_chunks == NMBPBG &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_BIGCL));
-               VERIFY(sp->sl_refcnt < NMBPBG || sp->sl_head == NULL);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 1 && sp->sl_refcnt <= NMBPG &&
+                   sp->sl_chunks == NMBPG &&
+                   sp->sl_len == PAGE_SIZE);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt < NMBPG || sp->sl_head == NULL);
        }
 
        /* If empty, remove this slab from the class's freelist */
        if (sp->sl_head == NULL) {
-               VERIFY(class != MC_MBUF || sp->sl_refcnt == NMBPBG);
-               VERIFY(class != MC_CL || sp->sl_refcnt == NCLPBG);
+               VERIFY(class != MC_MBUF || sp->sl_refcnt == NMBPG);
+               VERIFY(class != MC_CL || sp->sl_refcnt == NCLPG);
+               VERIFY(class != MC_BIGCL || sp->sl_refcnt == NBCLPG);
                slab_remove(sp, class);
        }
 
@@ -1770,11 +1904,28 @@ static void
 slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
 {
        mcl_slab_t *sp;
+       boolean_t reinit_supercl = false;
+       mbuf_class_t super_class;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        VERIFY(class != MC_16KCL || njcl > 0);
        VERIFY(buf->obj_next == NULL);
+
+       /*
+        * Synchronizing with m_clalloc, as it reads m_total, while we here
+        * are modifying m_total.
+        */
+       while (mb_clalloc_busy) {
+               mb_clalloc_waiters++;
+               (void) msleep(mb_clalloc_waitchan, mbuf_mlock,
+                   (PZERO-1), "m_clalloc", NULL);
+               LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       }
+
+       /* We are busy now; tell everyone else to go away */
+       mb_clalloc_busy = TRUE;
+
        sp = slab_get(buf);
        VERIFY(sp->sl_class == class && slab_inrange(sp, buf) &&
            (sp->sl_flags & (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL)) == SLF_MAPPED);
@@ -1788,20 +1939,17 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
                 * A slab that has been splitted for 2KB clusters can have
                 * at most 1 outstanding reference at this point.
                 */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 0 && sp->sl_refcnt <= (NCLPBG - 1) &&
-                   sp->sl_chunks == NCLPBG &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_BIGCL));
-               VERIFY(sp->sl_refcnt < (NCLPBG - 1) ||
+               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 0 && sp->sl_refcnt <= (NCLPG - 1) &&
+                   sp->sl_chunks == NCLPG && sp->sl_len == PAGE_SIZE);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt < (NCLPG - 1) ||
                    (slab_is_detached(sp) && sp->sl_head == NULL));
        } else if (class == MC_BIGCL) {
-               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, MCLBYTES));
-               /*
-                * A 4KB cluster slab can have at most 1 reference
-                * which must be 0 at this point.
-                */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_chunks == 1 &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(class) && sp->sl_head == NULL);
-               VERIFY(slab_is_detached(sp));
+               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, MBIGCLBYTES));
+
+               /* A 4KB cluster slab can have NBCLPG references at most */
+               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 0 && sp->sl_chunks == NBCLPG);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt < (NBCLPG - 1) ||
+                   (slab_is_detached(sp) && sp->sl_head == NULL));
        } else if (class == MC_16KCL) {
                mcl_slab_t *nsp;
                int k;
@@ -1809,7 +1957,7 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
                 * A 16KB cluster takes NSLABSP16KB slabs, all must
                 * now have 0 reference.
                 */
-               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, MBIGCLBYTES));
+               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, PAGE_SIZE));
                VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_chunks == 1 &&
                    sp->sl_len == m_maxsize(class) && sp->sl_head == NULL);
                VERIFY(slab_is_detached(sp));
@@ -1827,15 +1975,17 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
                }
        } else {
                /*
-                * A slab that has been splitted for mbufs has at most NMBPBG
-                * reference counts.  Since we have decremented one reference
-                * above, it must now be between 0 and NMBPBG-1.
+                * A slab that has been splitted for mbufs has at most
+                * NMBPG reference counts.  Since we have decremented
+                * one reference above, it must now be between 0 and
+                * NMBPG-1.
                 */
                VERIFY(class == MC_MBUF);
-               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 0 && sp->sl_refcnt <= (NMBPBG - 1) &&
-                   sp->sl_chunks == NMBPBG &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_BIGCL));
-               VERIFY(sp->sl_refcnt < (NMBPBG - 1) ||
+               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 0 &&
+                   sp->sl_refcnt <= (NMBPG - 1) &&
+                   sp->sl_chunks == NMBPG &&
+                   sp->sl_len == PAGE_SIZE);
+               VERIFY(sp->sl_refcnt < (NMBPG - 1) ||
                    (slab_is_detached(sp) && sp->sl_head == NULL));
        }
 
@@ -1847,7 +1997,8 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
        if (mclaudit != NULL) {
                mcache_audit_t *mca = mcl_audit_buf2mca(class, buf);
                if (mclverify) {
-                       mcache_audit_free_verify(mca, buf, 0, m_maxsize(class));
+                       mcache_audit_free_verify(mca, buf, 0,
+                           m_maxsize(class));
                }
                mca->mca_uflags &= ~MB_SCVALID;
        }
@@ -1858,6 +2009,7 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
        } else if (class == MC_BIGCL) {
                mbstat.m_bigclfree = (++m_infree(MC_BIGCL)) +
                    m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
+               buf->obj_next = sp->sl_head;
        } else if (class == MC_16KCL) {
                ++m_infree(MC_16KCL);
        } else {
@@ -1867,24 +2019,25 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
        sp->sl_head = buf;
 
        /*
-        * If a slab has been splitted to either one which holds 2KB clusters,
-        * or one which holds mbufs, turn it back to one which holds a 4KB
-        * cluster.
+        * If a slab has been split to either one which holds 2KB clusters,
+        * or one which holds mbufs, turn it back to one which holds a
+        * 4 or 16 KB cluster depending on the page size.
         */
+       if (m_maxsize(MC_BIGCL) == PAGE_SIZE) {
+               super_class = MC_BIGCL;
+       } else {
+               VERIFY(PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_16KCL));
+               super_class = MC_16KCL;
+       }
        if (class == MC_MBUF && sp->sl_refcnt == 0 &&
-           m_total(class) > m_minlimit(class) &&
-           m_total(MC_BIGCL) < m_maxlimit(MC_BIGCL)) {
-               int i = NMBPBG;
+           m_total(class) >= (m_minlimit(class) + NMBPG) &&
+           m_total(super_class) < m_maxlimit(super_class)) {
+               int i = NMBPG;
 
-               m_total(MC_BIGCL)++;
-               mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
-               m_total(MC_MBUF) -= NMBPBG;
+               m_total(MC_MBUF) -= NMBPG;
                mbstat.m_mbufs = m_total(MC_MBUF);
-               m_infree(MC_MBUF) -= NMBPBG;
-               mtype_stat_add(MT_FREE, -((unsigned)NMBPBG));
-
-               VERIFY(m_total(MC_BIGCL) <= m_maxlimit(MC_BIGCL));
-               VERIFY(m_total(MC_MBUF) >= m_minlimit(MC_MBUF));
+               m_infree(MC_MBUF) -= NMBPG;
+               mtype_stat_add(MT_FREE, -((unsigned)NMBPG));
 
                while (i--) {
                        struct mbuf *m = sp->sl_head;
@@ -1892,37 +2045,15 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
                        sp->sl_head = m->m_next;
                        m->m_next = NULL;
                }
-               VERIFY(sp->sl_head == NULL);
-
-               /* Remove the slab from the mbuf class's slab list */
-               slab_remove(sp, class);
-
-               /* Reinitialize it as a 4KB cluster slab */
-               slab_init(sp, MC_BIGCL, sp->sl_flags, sp->sl_base, sp->sl_base,
-                   sp->sl_len, 0, 1);
-
-               if (mclverify) {
-                       mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN,
-                           (caddr_t)sp->sl_head, m_maxsize(MC_BIGCL));
-               }
-               mbstat.m_bigclfree = (++m_infree(MC_BIGCL)) +
-                   m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
-
-               VERIFY(slab_is_detached(sp));
-               /* And finally switch class */
-               class = MC_BIGCL;
+               reinit_supercl = true;
        } else if (class == MC_CL && sp->sl_refcnt == 0 &&
-           m_total(class) > m_minlimit(class) &&
-           m_total(MC_BIGCL) < m_maxlimit(MC_BIGCL)) {
-               int i = NCLPBG;
+           m_total(class) >=  (m_minlimit(class) + NCLPG) &&
+           m_total(super_class) < m_maxlimit(super_class)) {
+               int i = NCLPG;
 
-               m_total(MC_BIGCL)++;
-               mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
-               m_total(MC_CL) -= NCLPBG;
+               m_total(MC_CL) -= NCLPG;
                mbstat.m_clusters = m_total(MC_CL);
-               m_infree(MC_CL) -= NCLPBG;
-               VERIFY(m_total(MC_BIGCL) <= m_maxlimit(MC_BIGCL));
-               VERIFY(m_total(MC_CL) >= m_minlimit(MC_CL));
+               m_infree(MC_CL) -= NCLPG;
 
                while (i--) {
                        union mcluster *c = sp->sl_head;
@@ -1930,30 +2061,68 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
                        sp->sl_head = c->mcl_next;
                        c->mcl_next = NULL;
                }
-               VERIFY(sp->sl_head == NULL);
+               reinit_supercl = true;
+       } else if (class == MC_BIGCL && super_class != MC_BIGCL &&
+           sp->sl_refcnt == 0 &&
+           m_total(class) >= (m_minlimit(class) + NBCLPG) &&
+           m_total(super_class) < m_maxlimit(super_class)) {
+               int i = NBCLPG;
+
+               VERIFY(super_class == MC_16KCL);
+               m_total(MC_BIGCL) -= NBCLPG;
+               mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+               m_infree(MC_BIGCL) -= NBCLPG;
+
+               while (i--) {
+                       union mbigcluster *bc = sp->sl_head;
+                       VERIFY(bc != NULL);
+                       sp->sl_head = bc->mbc_next;
+                       bc->mbc_next = NULL;
+               }
+               reinit_supercl = true;
+       }
 
-               /* Remove the slab from the 2KB cluster class's slab list */
+       if (reinit_supercl) {
+               VERIFY(sp->sl_head == NULL);
+               VERIFY(m_total(class) >= m_minlimit(class));
                slab_remove(sp, class);
 
-               /* Reinitialize it as a 4KB cluster slab */
-               slab_init(sp, MC_BIGCL, sp->sl_flags, sp->sl_base, sp->sl_base,
-                   sp->sl_len, 0, 1);
+               /* Reinitialize it as a cluster for the super class */
+               m_total(super_class)++;
+               m_infree(super_class)++;
+               VERIFY(sp->sl_flags == (SLF_MAPPED | SLF_DETACHED) &&
+                   sp->sl_len == PAGE_SIZE && sp->sl_refcnt == 0);
 
-               if (mclverify) {
+               slab_init(sp, super_class, SLF_MAPPED, sp->sl_base,
+                   sp->sl_base, PAGE_SIZE, 0, 1);
+               if (mclverify)
                        mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN,
-                           (caddr_t)sp->sl_head, m_maxsize(MC_BIGCL));
+                           (caddr_t)sp->sl_base, sp->sl_len);
+               ((mcache_obj_t *)(sp->sl_base))->obj_next = NULL;
+
+               if (super_class == MC_BIGCL) {
+                       mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+                       mbstat.m_bigclfree = m_infree(MC_BIGCL) +
+                           m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
                }
-               mbstat.m_bigclfree = (++m_infree(MC_BIGCL)) +
-                   m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
 
                VERIFY(slab_is_detached(sp));
+               VERIFY(m_total(super_class) <= m_maxlimit(super_class));
+
                /* And finally switch class */
-               class = MC_BIGCL;
+               class = super_class;
        }
 
        /* Reinsert the slab to the class's slab list */
        if (slab_is_detached(sp))
                slab_insert(sp, class);
+
+       /* We're done; let others enter */
+       mb_clalloc_busy = FALSE;
+       if (mb_clalloc_waiters > 0) {
+               mb_clalloc_waiters = 0;
+               wakeup(mb_clalloc_waitchan);
+       }
 }
 
 /*
@@ -1988,7 +2157,7 @@ mbuf_slab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int num, int wait)
                                 * it later when we run out of elements.
                                 */
                                if (!mbuf_cached_above(class, wait) &&
-                                   m_infree(class) < m_total(class) >> 5) {
+                                   m_infree(class) < (m_total(class) >> 5)) {
                                        (void) freelist_populate(class, 1,
                                            M_DONTWAIT);
                                }
@@ -2030,7 +2199,7 @@ mbuf_slab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int num, int wait)
                            mbuf_sleep(class, need, wait))
                                break;
 
-                       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+                       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
                }
        }
 
@@ -2163,7 +2332,7 @@ cslab_alloc(mbuf_class_t class, mcache_obj_t ***plist, unsigned int num)
 
        VERIFY(need > 0);
        VERIFY(class != MC_MBUF_16KCL || njcl > 0);
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        /* Get what we can from the freelist */
        while ((*list = m_cobjlist(class)) != NULL) {
@@ -2174,13 +2343,14 @@ cslab_alloc(mbuf_class_t class, mcache_obj_t ***plist, unsigned int num)
                cl = m->m_ext.ext_buf;
                clsp = slab_get(cl);
                VERIFY(m->m_flags == M_EXT && cl != NULL);
-               VERIFY(MEXT_RFA(m) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(m));
+               VERIFY(m_get_rfa(m) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(m));
 
                if (class == MC_MBUF_CL) {
                        VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
-                           clsp->sl_refcnt <= NCLPBG);
+                           clsp->sl_refcnt <= NCLPG);
                } else {
-                       VERIFY(clsp->sl_refcnt == 1);
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NBCLPG);
                }
 
                if (class == MC_MBUF_16KCL) {
@@ -2226,7 +2396,7 @@ cslab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *list, int purged)
 
        ASSERT(MBUF_CLASS_VALID(class) && MBUF_CLASS_COMPOSITE(class));
        VERIFY(class != MC_MBUF_16KCL || njcl > 0);
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        if (class == MC_MBUF_CL) {
                cl_class = MC_CL;
@@ -2262,12 +2432,13 @@ cslab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *list, int purged)
                }
                VERIFY(ms->m_type == MT_FREE);
                VERIFY(ms->m_flags == M_EXT);
-               VERIFY(MEXT_RFA(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
+               VERIFY(m_get_rfa(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
                if (cl_class == MC_CL) {
                        VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
-                           clsp->sl_refcnt <= NCLPBG);
+                           clsp->sl_refcnt <= NCLPG);
                } else {
-                       VERIFY(clsp->sl_refcnt == 1);
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NBCLPG);
                }
                if (cl_class == MC_16KCL) {
                        int k;
@@ -2290,13 +2461,18 @@ cslab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *list, int purged)
                        if (mclaudit != NULL)
                                mcl_audit_restore_mbuf(m, mca, TRUE);
 
+                       MEXT_MINREF(m) = 0;
                        MEXT_REF(m) = 0;
+                       MEXT_PREF(m) = 0;
                        MEXT_FLAGS(m) = 0;
+                       MEXT_PRIV(m) = 0;
+                       MEXT_PMBUF(m) = NULL;
+                       MEXT_TOKEN(m) = 0;
 
-                       rfa = (mcache_obj_t *)(void *)MEXT_RFA(m);
+                       rfa = (mcache_obj_t *)(void *)m_get_rfa(m);
+                       m_set_ext(m, NULL, NULL, NULL);
                        rfa->obj_next = ref_list;
                        ref_list = rfa;
-                       MEXT_RFA(m) = NULL;
 
                        m->m_type = MT_FREE;
                        m->m_flags = m->m_len = 0;
@@ -2461,7 +2637,8 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
                        lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
                        mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF, (mcache_obj_t *)m);
                        ms = MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca);
-                       cl_mca = mcl_audit_buf2mca(MC_CL, (mcache_obj_t *)cl);
+                       cl_mca = mcl_audit_buf2mca(cl_class,
+                           (mcache_obj_t *)cl);
 
                        /*
                         * Pair them up.  Note that this is done at the time
@@ -2506,7 +2683,7 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
                        MBUF_CL_INIT(ms, cl, rfa, 0, EXTF_COMPOSITE);
                }
                VERIFY(ms->m_flags == M_EXT);
-               VERIFY(MEXT_RFA(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
+               VERIFY(m_get_rfa(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
 
                *list = (mcache_obj_t *)m;
                (*list)->obj_next = NULL;
@@ -2576,14 +2753,21 @@ mbuf_cslab_free(void *arg, mcache_obj_t *list, int purged)
 static void
 mbuf_cslab_audit(void *arg, mcache_obj_t *list, boolean_t alloc)
 {
-       mbuf_class_t class = (mbuf_class_t)arg;
+       mbuf_class_t class = (mbuf_class_t)arg, cl_class;
        mcache_audit_t *mca;
        struct mbuf *m, *ms;
        mcl_slab_t *clsp, *nsp;
-       size_t size;
+       size_t cl_size;
        void *cl;
 
        ASSERT(MBUF_CLASS_VALID(class) && MBUF_CLASS_COMPOSITE(class));
+       if (class == MC_MBUF_CL)
+               cl_class = MC_CL;
+       else if (class == MC_MBUF_BIGCL)
+               cl_class = MC_BIGCL;
+       else
+               cl_class = MC_16KCL;
+       cl_size = m_maxsize(cl_class);
 
        while ((m = ms = (struct mbuf *)list) != NULL) {
                lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
@@ -2610,12 +2794,13 @@ mbuf_cslab_audit(void *arg, mcache_obj_t *list, boolean_t alloc)
                cl = ms->m_ext.ext_buf;
                clsp = slab_get(cl);
                VERIFY(ms->m_flags == M_EXT && cl != NULL);
-               VERIFY(MEXT_RFA(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
+               VERIFY(m_get_rfa(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
                if (class == MC_MBUF_CL)
                        VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
-                           clsp->sl_refcnt <= NCLPBG);
+                           clsp->sl_refcnt <= NCLPG);
                else
-                       VERIFY(clsp->sl_refcnt == 1);
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NBCLPG);
 
                if (class == MC_MBUF_16KCL) {
                        int k;
@@ -2627,14 +2812,9 @@ mbuf_cslab_audit(void *arg, mcache_obj_t *list, boolean_t alloc)
                        }
                }
 
-               mca = mcl_audit_buf2mca(MC_CL, cl);
-               if (class == MC_MBUF_CL)
-                       size = m_maxsize(MC_CL);
-               else if (class == MC_MBUF_BIGCL)
-                       size = m_maxsize(MC_BIGCL);
-               else
-                       size = m_maxsize(MC_16KCL);
-               mcl_audit_cluster(mca, cl, size, alloc, FALSE);
+
+               mca = mcl_audit_buf2mca(cl_class, cl);
+               mcl_audit_cluster(mca, cl, cl_size, alloc, FALSE);
                if (mcltrace)
                        mcache_buffer_log(mca, cl, m_cache(class), &mb_start);
 
@@ -2648,24 +2828,73 @@ mbuf_cslab_audit(void *arg, mcache_obj_t *list, boolean_t alloc)
        }
 }
 
+static void
+m_vm_error_stats(uint32_t *cnt, uint64_t *ts, uint64_t *size,
+                 uint64_t alloc_size, kern_return_t error)
+{
+
+       *cnt = *cnt + 1;
+       *ts = net_uptime();
+       if (size) {
+               *size = alloc_size;
+       }
+       _CASSERT(sizeof(mb_kmem_stats) / sizeof(mb_kmem_stats[0]) ==
+           sizeof(mb_kmem_stats_labels) / sizeof(mb_kmem_stats_labels[0]));
+       switch (error) {
+       case KERN_SUCCESS:
+               break;
+       case KERN_INVALID_ARGUMENT:
+               mb_kmem_stats[0]++;
+               break;
+       case KERN_INVALID_ADDRESS:
+               mb_kmem_stats[1]++;
+               break;
+       case KERN_RESOURCE_SHORTAGE:
+               mb_kmem_stats[2]++;
+               break;
+       case KERN_NO_SPACE:
+               mb_kmem_stats[3]++;
+               break;
+       case KERN_FAILURE:
+               mb_kmem_stats[4]++;
+               break;
+       default:
+               mb_kmem_stats[5]++;
+               break;
+       }
+}
+
 /*
  * Allocate some number of mbuf clusters and place on cluster freelist.
  */
 static int
 m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
 {
-       int i;
+       int i, count = 0;
        vm_size_t size = 0;
-       int numpages = 0, large_buffer = (bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
+       int numpages = 0, large_buffer;
        vm_offset_t page = 0;
        mcache_audit_t *mca_list = NULL;
        mcache_obj_t *con_list = NULL;
        mcl_slab_t *sp;
+       mbuf_class_t class;
+       kern_return_t error;
 
+       /* Set if a buffer allocation needs allocation of multiple pages */
+       large_buffer = ((bufsize == m_maxsize(MC_16KCL)) &&
+               PAGE_SIZE < M16KCLBYTES);
        VERIFY(bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL) ||
            bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       VERIFY((bufsize == PAGE_SIZE) ||
+           (bufsize > PAGE_SIZE && bufsize == m_maxsize(MC_16KCL)));
+
+       if (bufsize == m_size(MC_BIGCL))
+               class = MC_BIGCL;
+       else
+               class = MC_16KCL;
+
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        /*
         * Multiple threads may attempt to populate the cluster map one
@@ -2679,7 +2908,7 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
                mb_clalloc_waiters++;
                (void) msleep(mb_clalloc_waitchan, mbuf_mlock,
                    (PZERO-1), "m_clalloc", NULL);
-               lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+               LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
        }
 
        /* We are busy now; tell everyone else to go away */
@@ -2690,37 +2919,54 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
         * to grow the pool asynchronously using the mbuf worker thread.
         */
        i = m_howmany(num, bufsize);
-       if (i == 0 || (wait & M_DONTWAIT))
+       if (i <= 0 || (wait & M_DONTWAIT))
                goto out;
 
        lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
 
        size = round_page(i * bufsize);
-       page = kmem_mb_alloc(mb_map, size, large_buffer);
+       page = kmem_mb_alloc(mb_map, size, large_buffer, &error);
 
        /*
         * If we did ask for "n" 16KB physically contiguous chunks
         * and didn't get them, then please try again without this
         * restriction.
         */
-       if (large_buffer && page == 0)
-               page = kmem_mb_alloc(mb_map, size, 0);
+       net_update_uptime();
+       if (large_buffer && page == 0) {
+               m_vm_error_stats(&mb_kmem_contig_failed,
+                   &mb_kmem_contig_failed_ts,
+                   &mb_kmem_contig_failed_size,
+                   size, error);
+               page = kmem_mb_alloc(mb_map, size, 0, &error);
+       }
 
        if (page == 0) {
+               m_vm_error_stats(&mb_kmem_failed,
+                   &mb_kmem_failed_ts,
+                   &mb_kmem_failed_size,
+                   size, error);
+#if PAGE_SIZE == 4096
                if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-                       /* Try for 1 page if failed, only 4KB request */
-                       size = NBPG;
-                       page = kmem_mb_alloc(mb_map, size, 0);
+#else
+               if (bufsize >= m_maxsize(MC_BIGCL)) {
+#endif
+                       /* Try for 1 page if failed */
+                       size = PAGE_SIZE;
+                       page = kmem_mb_alloc(mb_map, size, 0, &error);
                }
 
                if (page == 0) {
+                       m_vm_error_stats(&mb_kmem_one_failed,
+                           &mb_kmem_one_failed_ts,
+                           NULL, size, error);
                        lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
                        goto out;
                }
        }
 
-       VERIFY(IS_P2ALIGNED(page, NBPG));
-       numpages = size / NBPG;
+       VERIFY(IS_P2ALIGNED(page, PAGE_SIZE));
+       numpages = size / PAGE_SIZE;
 
        /* If auditing is enabled, allocate the audit structures now */
        if (mclaudit != NULL) {
@@ -2729,19 +2975,23 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
                /*
                 * Yes, I realize this is a waste of memory for clusters
                 * that never get transformed into mbufs, as we may end
-                * up with NMBPBG-1 unused audit structures per cluster.
+                * up with NMBPG-1 unused audit structures per cluster.
                 * But doing so tremendously simplifies the allocation
                 * strategy, since at this point we are not holding the
                 * mbuf lock and the caller is okay to be blocked.
                 */
-               if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-                       needed = numpages * NMBPBG;
+               if (bufsize == PAGE_SIZE) {
+                       needed = numpages * NMBPG;
 
                        i = mcache_alloc_ext(mcl_audit_con_cache,
                            &con_list, needed, MCR_SLEEP);
 
                        VERIFY(con_list != NULL && i == needed);
                } else {
+                       /*
+                        * if multiple 4K pages are being used for a
+                        * 16K cluster
+                        */
                        needed = numpages / NSLABSP16KB;
                }
 
@@ -2753,18 +3003,19 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
 
        lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
 
-       for (i = 0; i < numpages; i++, page += NBPG) {
-               ppnum_t offset = ((char *)page - (char *)mbutl) / NBPG;
+       for (i = 0; i < numpages; i++, page += PAGE_SIZE) {
+               ppnum_t offset =
+                   ((unsigned char *)page - mbutl) >> PAGE_SHIFT;
                ppnum_t new_page = pmap_find_phys(kernel_pmap, page);
 
                /*
-                * If there is a mapper the appropriate I/O page is returned;
-                * zero out the page to discard its past contents to prevent
-                * exposing leftover kernel memory.
+                * If there is a mapper the appropriate I/O page is
+                * returned; zero out the page to discard its past
+                * contents to prevent exposing leftover kernel memory.
                 */
                VERIFY(offset < mcl_pages);
                if (mcl_paddr_base != 0) {
-                       bzero((void *)(uintptr_t) page, page_size);
+                       bzero((void *)(uintptr_t) page, PAGE_SIZE);
                        new_page = IOMapperInsertPage(mcl_paddr_base,
                            offset, new_page);
                }
@@ -2773,35 +3024,42 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
                /* Pattern-fill this fresh page */
                if (mclverify) {
                        mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN,
-                           (caddr_t)page, NBPG);
+                           (caddr_t)page, PAGE_SIZE);
                }
-               if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-                       union mbigcluster *mbc = (union mbigcluster *)page;
-
+               if (bufsize == PAGE_SIZE) {
+                       mcache_obj_t *buf;
                        /* One for the entire page */
-                       sp = slab_get(mbc);
+                       sp = slab_get((void *)page);
                        if (mclaudit != NULL) {
-                               mcl_audit_init(mbc, &mca_list, &con_list,
-                                   AUDIT_CONTENTS_SIZE, NMBPBG);
+                               mcl_audit_init((void *)page,
+                                   &mca_list, &con_list,
+                                   AUDIT_CONTENTS_SIZE, NMBPG);
                        }
                        VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_flags == 0);
-                       slab_init(sp, MC_BIGCL, SLF_MAPPED,
-                           mbc, mbc, bufsize, 0, 1);
+                       slab_init(sp, class, SLF_MAPPED, (void *)page,
+                           (void *)page, PAGE_SIZE, 0, 1);
+                       buf = (mcache_obj_t *)page;
+                       buf->obj_next = NULL;
 
                        /* Insert this slab */
-                       slab_insert(sp, MC_BIGCL);
-
-                       /* Update stats now since slab_get() drops the lock */
-                       mbstat.m_bigclfree = ++m_infree(MC_BIGCL) +
-                           m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
-                       mbstat.m_bigclusters = ++m_total(MC_BIGCL);
-                       VERIFY(m_total(MC_BIGCL) <= m_maxlimit(MC_BIGCL));
-               } else if ((i % NSLABSP16KB) == 0) {
+                       slab_insert(sp, class);
+
+                       /* Update stats now since slab_get drops the lock */
+                       ++m_infree(class);
+                       ++m_total(class);
+                       VERIFY(m_total(class) <= m_maxlimit(class));
+                       if (class == MC_BIGCL) {
+                               mbstat.m_bigclfree = m_infree(MC_BIGCL) +
+                                   m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
+                               mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+                       }
+                       ++count;
+               } else if ((bufsize > PAGE_SIZE) &&
+                   (i % NSLABSP16KB) == 0) {
                        union m16kcluster *m16kcl = (union m16kcluster *)page;
                        mcl_slab_t *nsp;
                        int k;
 
-                       VERIFY(njcl > 0);
                        /* One for the entire 16KB */
                        sp = slab_get(m16kcl);
                        if (mclaudit != NULL)
@@ -2810,6 +3068,7 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
                        VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_flags == 0);
                        slab_init(sp, MC_16KCL, SLF_MAPPED,
                            m16kcl, m16kcl, bufsize, 0, 1);
+                       m16kcl->m16kcl_next = NULL;
 
                        /*
                         * 2nd-Nth page's slab is part of the first one,
@@ -2823,18 +3082,21 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
                                    SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL,
                                    m16kcl, NULL, 0, 0, 0);
                        }
-
                        /* Insert this slab */
                        slab_insert(sp, MC_16KCL);
 
-                       /* Update stats now since slab_get() drops the lock */
-                       m_infree(MC_16KCL)++;
-                       m_total(MC_16KCL)++;
+                       /* Update stats now since slab_get drops the lock */
+                       ++m_infree(MC_16KCL);
+                       ++m_total(MC_16KCL);
                        VERIFY(m_total(MC_16KCL) <= m_maxlimit(MC_16KCL));
+                       ++count;
                }
        }
        VERIFY(mca_list == NULL && con_list == NULL);
 
+       if (!mb_peak_newreport && mbuf_report_usage(class))
+               mb_peak_newreport = TRUE;
+
        /* We're done; let others enter */
        mb_clalloc_busy = FALSE;
        if (mb_clalloc_waiters > 0) {
@@ -2842,14 +3104,9 @@ m_clalloc(const u_int32_t num, const int wait, const u_int32_t bufsize)
                wakeup(mb_clalloc_waitchan);
        }
 
-       if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL))
-               return (numpages);
-
-       VERIFY(bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
-       return (numpages / NSLABSP16KB);
-
+       return (count);
 out:
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        /* We're done; let others enter */
        mb_clalloc_busy = FALSE;
@@ -2862,20 +3119,21 @@ out:
         * When non-blocking we kick a thread if we have to grow the
         * pool or if the number of free clusters is less than requested.
         */
-       if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
+       if (i > 0 && mbuf_worker_ready && mbuf_worker_needs_wakeup) {
+               wakeup((caddr_t)&mbuf_worker_needs_wakeup);
+               mbuf_worker_needs_wakeup = FALSE;
+       }
+       if (class == MC_BIGCL) {
                if (i > 0) {
                        /*
                         * Remember total number of 4KB clusters needed
                         * at this time.
                         */
                        i += m_total(MC_BIGCL);
-                       if (i > mbuf_expand_big) {
-                               mbuf_expand_big = i;
-                               if (mbuf_worker_ready)
-                                       wakeup((caddr_t)&mbuf_worker_run);
+                       if (i > m_region_expand(MC_BIGCL)) {
+                               m_region_expand(MC_BIGCL) = i;
                        }
                }
-
                if (m_infree(MC_BIGCL) >= num)
                        return (1);
        } else {
@@ -2885,13 +3143,10 @@ out:
                         * at this time.
                         */
                        i += m_total(MC_16KCL);
-                       if (i > mbuf_expand_16k) {
-                               mbuf_expand_16k = i;
-                               if (mbuf_worker_ready)
-                                       wakeup((caddr_t)&mbuf_worker_run);
+                       if (i > m_region_expand(MC_16KCL)) {
+                               m_region_expand(MC_16KCL) = i;
                        }
                }
-
                if (m_infree(MC_16KCL) >= num)
                        return (1);
        }
@@ -2906,92 +3161,93 @@ freelist_populate(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
 {
        mcache_obj_t *o = NULL;
        int i, numpages = 0, count;
+       mbuf_class_t super_class;
 
        VERIFY(class == MC_MBUF || class == MC_CL || class == MC_BIGCL ||
            class == MC_16KCL);
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
-       switch (class) {
-       case MC_MBUF:
-       case MC_CL:
-       case MC_BIGCL:
-               numpages = (num * m_size(class) + NBPG - 1) / NBPG;
-               i = m_clalloc(numpages, wait, m_maxsize(MC_BIGCL));
+       VERIFY(PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_BIGCL) ||
+           PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_16KCL));
 
-               /* Respect the 4KB clusters minimum limit */
-               if (m_total(MC_BIGCL) == m_maxlimit(MC_BIGCL) &&
-                   m_infree(MC_BIGCL) <= m_minlimit(MC_BIGCL)) {
-                       if (class != MC_BIGCL || (wait & MCR_COMP))
-                               return (0);
-               }
-               if (class == MC_BIGCL)
-                       return (i != 0);
-               break;
+       if (m_maxsize(class) >= PAGE_SIZE)
+               return(m_clalloc(num, wait, m_maxsize(class)) != 0);
 
-       case MC_16KCL:
-               return (m_clalloc(num, wait, m_maxsize(class)) != 0);
-               /* NOTREACHED */
+       /*
+        * The rest of the function will allocate pages and will slice
+        * them up into the right size
+        */
 
-       default:
-               VERIFY(0);
-               /* NOTREACHED */
-       }
+       numpages = (num * m_size(class) + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
+
+       /* Currently assume that pages are 4K or 16K */
+       if (PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_BIGCL))
+               super_class = MC_BIGCL;
+       else
+               super_class = MC_16KCL;
 
-       VERIFY(class == MC_MBUF || class == MC_CL);
+       i = m_clalloc(numpages, wait, m_maxsize(super_class));
 
        /* how many objects will we cut the page into? */
-       int numobj = (class == MC_MBUF ? NMBPBG : NCLPBG);
+       int numobj = PAGE_SIZE / m_maxsize(class);
 
        for (count = 0; count < numpages; count++) {
-
                /* respect totals, minlimit, maxlimit */
-               if (m_total(MC_BIGCL) <= m_minlimit(MC_BIGCL) ||
+               if (m_total(super_class) <= m_minlimit(super_class) ||
                    m_total(class) >= m_maxlimit(class))
                        break;
 
-               if ((o = slab_alloc(MC_BIGCL, wait)) == NULL)
+               if ((o = slab_alloc(super_class, wait)) == NULL)
                        break;
 
                struct mbuf *m = (struct mbuf *)o;
                union mcluster *c = (union mcluster *)o;
+               union mbigcluster *mbc = (union mbigcluster *)o;
                mcl_slab_t *sp = slab_get(o);
                mcache_audit_t *mca = NULL;
 
-               VERIFY(slab_is_detached(sp) &&
-                   (sp->sl_flags & (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL)) == SLF_MAPPED);
-
+               /*
+                * since one full page will be converted to MC_MBUF or
+                * MC_CL, verify that the reference count will match that
+                * assumption
+                */
+               VERIFY(sp->sl_refcnt == 1 && slab_is_detached(sp));
+               VERIFY((sp->sl_flags & (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL)) == SLF_MAPPED);
                /*
                 * Make sure that the cluster is unmolested
                 * while in freelist
                 */
                if (mclverify) {
-                       mca = mcl_audit_buf2mca(MC_BIGCL, o);
-                       mcache_audit_free_verify(mca, o, 0,
-                           m_maxsize(MC_BIGCL));
+                       mca = mcl_audit_buf2mca(super_class,
+                           (mcache_obj_t *)o);
+                       mcache_audit_free_verify(mca,
+                           (mcache_obj_t *)o, 0, m_maxsize(super_class));
                }
 
-               /* Reinitialize it as an mbuf or 2K slab */
+               /* Reinitialize it as an mbuf or 2K or 4K slab */
                slab_init(sp, class, sp->sl_flags,
-                   sp->sl_base, NULL, sp->sl_len, 0, numobj);
+                   sp->sl_base, NULL, PAGE_SIZE, 0, numobj);
 
-               VERIFY(o == (mcache_obj_t *)sp->sl_base);
                VERIFY(sp->sl_head == NULL);
 
-               VERIFY(m_total(MC_BIGCL) > 0);
-               m_total(MC_BIGCL)--;
-               mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+               VERIFY(m_total(super_class) >= 1);
+               m_total(super_class)--;
+
+               if (super_class == MC_BIGCL)
+                       mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
 
                m_total(class) += numobj;
+               VERIFY(m_total(class) <= m_maxlimit(class));
                m_infree(class) += numobj;
 
-               VERIFY(m_total(MC_BIGCL) >= m_minlimit(MC_BIGCL));
-               VERIFY(m_total(class) <= m_maxlimit(class));
+               if (!mb_peak_newreport && mbuf_report_usage(class))
+                       mb_peak_newreport = TRUE;
 
                i = numobj;
                if (class == MC_MBUF) {
                        mbstat.m_mbufs = m_total(MC_MBUF);
-                       mtype_stat_add(MT_FREE, NMBPBG);
+                       mtype_stat_add(MT_FREE, NMBPG);
                        while (i--) {
                                /*
                                 * If auditing is enabled, construct the
@@ -3013,7 +3269,7 @@ freelist_populate(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
                                m->m_next = sp->sl_head;
                                sp->sl_head = (void *)m++;
                        }
-               } else { /* MC_CL */
+               } else if (class == MC_CL) { /* MC_CL */
                        mbstat.m_clfree =
                            m_infree(MC_CL) + m_infree(MC_MBUF_CL);
                        mbstat.m_clusters = m_total(MC_CL);
@@ -3021,9 +3277,18 @@ freelist_populate(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
                                c->mcl_next = sp->sl_head;
                                sp->sl_head = (void *)c++;
                        }
+               } else {
+                       VERIFY(class == MC_BIGCL);
+                       mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+                       mbstat.m_bigclfree = m_infree(MC_BIGCL) +
+                           m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
+                       while (i--) {
+                               mbc->mbc_next = sp->sl_head;
+                               sp->sl_head = (void *)mbc++;
+                       }
                }
 
-               /* Insert into the mbuf or 2k slab list */
+               /* Insert into the mbuf or 2k or 4k slab list */
                slab_insert(sp, class);
 
                if ((i = mb_waiters) > 0)
@@ -3040,7 +3305,7 @@ freelist_populate(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
 static void
 freelist_init(mbuf_class_t class)
 {
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        VERIFY(class == MC_CL || class == MC_BIGCL);
        VERIFY(m_total(class) == 0);
@@ -3105,7 +3370,7 @@ mbuf_steal(mbuf_class_t class, unsigned int num)
        mcache_obj_t **list = &top;
        unsigned int tot = 0;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        switch (class) {
        case MC_MBUF:
@@ -3141,7 +3406,7 @@ m_reclaim(mbuf_class_t class, unsigned int num, boolean_t comp)
 {
        int m, bmap = 0;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        VERIFY(m_total(MC_CL) <= m_maxlimit(MC_CL));
        VERIFY(m_total(MC_BIGCL) <= m_maxlimit(MC_BIGCL));
@@ -3214,7 +3479,7 @@ m_reclaim(mbuf_class_t class, unsigned int num, boolean_t comp)
                /* Sigh; we have no other choices but to ask mcache to purge */
                for (m = 0; m < NELEM(mbuf_table); m++) {
                        if ((bmap & (1 << m)) &&
-                           mcache_purge_cache(m_cache(m))) {
+                           mcache_purge_cache(m_cache(m), TRUE)) {
                                lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
                                m_purge_cnt(m)++;
                                mbstat.m_drain++;
@@ -3303,6 +3568,78 @@ m_getclr(int wait, int type)
        return (m);
 }
 
+static int
+m_free_paired(struct mbuf *m)
+{
+       VERIFY((m->m_flags & M_EXT) && (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_PAIRED));
+
+       membar_sync();
+       if (MEXT_PMBUF(m) == m) {
+               volatile UInt16 *addr = (volatile UInt16 *)&MEXT_PREF(m);
+               int16_t oprefcnt, prefcnt;
+
+               /*
+                * Paired ref count might be negative in case we lose
+                * against another thread clearing MEXT_PMBUF, in the
+                * event it occurs after the above memory barrier sync.
+                * In that case just ignore as things have been unpaired.
+                */
+               do {
+                       oprefcnt = *addr;
+                       prefcnt = oprefcnt - 1;
+               } while (!OSCompareAndSwap16(oprefcnt, prefcnt, addr));
+
+               if (prefcnt > 1) {
+                       return (1);
+               } else if (prefcnt == 1) {
+                       (*(m_get_ext_free(m)))(m->m_ext.ext_buf,
+                           m->m_ext.ext_size, m_get_ext_arg(m));
+                       return (1);
+               } else if (prefcnt == 0) {
+                       VERIFY(MBUF_IS_PAIRED(m));
+
+                       /*
+                        * Restore minref to its natural value, so that
+                        * the caller will be able to free the cluster
+                        * as appropriate.
+                        */
+                       MEXT_MINREF(m) = 0;
+
+                       /*
+                        * Clear MEXT_PMBUF, but leave EXTF_PAIRED intact
+                        * as it is immutable.  atomic_set_ptr also causes
+                        * memory barrier sync.
+                        */
+                       atomic_set_ptr(&MEXT_PMBUF(m), NULL);
+
+                       switch (m->m_ext.ext_size) {
+                       case MCLBYTES:
+                               m_set_ext(m, m_get_rfa(m), NULL, NULL);
+                               break;
+
+                       case MBIGCLBYTES:
+                               m_set_ext(m, m_get_rfa(m), m_bigfree, NULL);
+                               break;
+
+                       case M16KCLBYTES:
+                               m_set_ext(m, m_get_rfa(m), m_16kfree, NULL);
+                               break;
+
+                       default:
+                               VERIFY(0);
+                               /* NOTREACHED */
+                       }
+               }
+       }
+
+       /*
+        * Tell caller the unpair has occurred, and that the reference
+        * count on the external cluster held for the paired mbuf should
+        * now be dropped.
+        */
+       return (0);
+}
+
 struct mbuf *
 m_free(struct mbuf *m)
 {
@@ -3316,30 +3653,39 @@ m_free(struct mbuf *m)
                m_redzone_verify(m);
                /* Free the aux data and tags if there is any */
                m_tag_delete_chain(m, NULL);
+
+               m_do_tx_compl_callback(m, NULL);
        }
 
        if (m->m_flags & M_EXT) {
-               u_int32_t refcnt;
+               u_int16_t refcnt;
                u_int32_t composite;
+               m_ext_free_func_t m_free_func;
+
+               if (MBUF_IS_PAIRED(m) && m_free_paired(m))
+                       return (n);
 
                refcnt = m_decref(m);
                composite = (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_COMPOSITE);
-               if (refcnt == 0 && !composite) {
-                       if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+               m_free_func = m_get_ext_free(m);
+
+               if (refcnt == MEXT_MINREF(m) && !composite) {
+                       if (m_free_func == NULL) {
                                mcache_free(m_cache(MC_CL), m->m_ext.ext_buf);
-                       } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+                       } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                                mcache_free(m_cache(MC_BIGCL),
                                    m->m_ext.ext_buf);
-                       } else if (m->m_ext.ext_free == m_16kfree) {
+                       } else if (m_free_func == m_16kfree) {
                                mcache_free(m_cache(MC_16KCL),
                                    m->m_ext.ext_buf);
                        } else {
-                               (*(m->m_ext.ext_free))(m->m_ext.ext_buf,
-                                   m->m_ext.ext_size, m->m_ext.ext_arg);
+                               (*m_free_func)(m->m_ext.ext_buf,
+                                   m->m_ext.ext_size, m_get_ext_arg(m));
                        }
-                       mcache_free(ref_cache, MEXT_RFA(m));
-                       MEXT_RFA(m) = NULL;
-               } else if (refcnt == 0 && composite) {
+                       mcache_free(ref_cache, m_get_rfa(m));
+                       m_set_ext(m, NULL, NULL, NULL);
+               } else if (refcnt == MEXT_MINREF(m) && composite) {
+                       VERIFY(!(MEXT_FLAGS(m) & EXTF_PAIRED));
                        VERIFY(m->m_type != MT_FREE);
 
                        mtype_stat_dec(m->m_type);
@@ -3353,12 +3699,12 @@ m_free(struct mbuf *m)
                        MEXT_FLAGS(m) &= ~EXTF_READONLY;
 
                        /* "Free" into the intermediate cache */
-                       if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+                       if (m_free_func == NULL) {
                                mcache_free(m_cache(MC_MBUF_CL), m);
-                       } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+                       } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                                mcache_free(m_cache(MC_MBUF_BIGCL), m);
                        } else {
-                               VERIFY(m->m_ext.ext_free == m_16kfree);
+                               VERIFY(m_free_func == m_16kfree);
                                mcache_free(m_cache(MC_MBUF_16KCL), m);
                        }
                        return (n);
@@ -3382,35 +3728,44 @@ m_free(struct mbuf *m)
 __private_extern__ struct mbuf *
 m_clattach(struct mbuf *m, int type, caddr_t extbuf,
     void (*extfree)(caddr_t, u_int, caddr_t), u_int extsize, caddr_t extarg,
-    int wait)
+    int wait, int pair)
 {
        struct ext_ref *rfa = NULL;
 
-       if (m == NULL && (m = _M_GETHDR(wait, type)) == NULL)
+       /*
+        * If pairing is requested and an existing mbuf is provided, reject
+        * it if it's already been paired to another cluster.  Otherwise,
+        * allocate a new one or free any existing below.
+        */
+       if ((m != NULL && MBUF_IS_PAIRED(m)) ||
+           (m == NULL && (m = _M_GETHDR(wait, type)) == NULL))
                return (NULL);
 
        if (m->m_flags & M_EXT) {
-               u_int32_t refcnt;
+               u_int16_t refcnt;
                u_int32_t composite;
+               m_ext_free_func_t m_free_func;
 
                refcnt = m_decref(m);
                composite = (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_COMPOSITE);
-               if (refcnt == 0 && !composite) {
-                       if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+               VERIFY(!(MEXT_FLAGS(m) & EXTF_PAIRED) && MEXT_PMBUF(m) == NULL);
+               m_free_func = m_get_ext_free(m);
+               if (refcnt == MEXT_MINREF(m) && !composite) {
+                       if (m_free_func == NULL) {
                                mcache_free(m_cache(MC_CL), m->m_ext.ext_buf);
-                       } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+                       } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                                mcache_free(m_cache(MC_BIGCL),
                                    m->m_ext.ext_buf);
-                       } else if (m->m_ext.ext_free == m_16kfree) {
+                       } else if (m_free_func == m_16kfree) {
                                mcache_free(m_cache(MC_16KCL),
                                    m->m_ext.ext_buf);
                        } else {
-                               (*(m->m_ext.ext_free))(m->m_ext.ext_buf,
-                                   m->m_ext.ext_size, m->m_ext.ext_arg);
+                               (*m_free_func)(m->m_ext.ext_buf,
+                                   m->m_ext.ext_size, m_get_ext_arg(m));
                        }
                        /* Re-use the reference structure */
-                       rfa = MEXT_RFA(m);
-               } else if (refcnt == 0 && composite) {
+                       rfa = m_get_rfa(m);
+               } else if (refcnt == MEXT_MINREF(m) && composite) {
                        VERIFY(m->m_type != MT_FREE);
 
                        mtype_stat_dec(m->m_type);
@@ -3424,12 +3779,12 @@ m_clattach(struct mbuf *m, int type, caddr_t extbuf,
                        MEXT_FLAGS(m) &= ~EXTF_READONLY;
 
                        /* "Free" into the intermediate cache */
-                       if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+                       if (m_free_func == NULL) {
                                mcache_free(m_cache(MC_MBUF_CL), m);
-                       } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+                       } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                                mcache_free(m_cache(MC_MBUF_BIGCL), m);
                        } else {
-                               VERIFY(m->m_ext.ext_free == m_16kfree);
+                               VERIFY(m_free_func == m_16kfree);
                                mcache_free(m_cache(MC_MBUF_16KCL), m);
                        }
                        /*
@@ -3447,8 +3802,14 @@ m_clattach(struct mbuf *m, int type, caddr_t extbuf,
                return (NULL);
        }
 
-       MEXT_INIT(m, extbuf, extsize, extfree, extarg, rfa, 1, 0);
-
+       if (!pair) {
+               MEXT_INIT(m, extbuf, extsize, extfree, extarg, rfa,
+                   0, 1, 0, 0, 0, NULL);
+       } else {
+               MEXT_INIT(m, extbuf, extsize, extfree, (caddr_t)m, rfa,
+                   1, 1, 1, EXTF_PAIRED, 0, m);
+       }
+
        return (m);
 }
 
@@ -3469,16 +3830,16 @@ m_getcl(int wait, int type, int flags)
 
        m = mcache_alloc(m_cache(MC_MBUF_CL), mcflags);
        if (m != NULL) {
-               u_int32_t flag;
+               u_int16_t flag;
                struct ext_ref *rfa;
                void *cl;
 
                VERIFY(m->m_type == MT_FREE && m->m_flags == M_EXT);
                cl = m->m_ext.ext_buf;
-               rfa = MEXT_RFA(m);
+               rfa = m_get_rfa(m);
 
                ASSERT(cl != NULL && rfa != NULL);
-               VERIFY(MBUF_IS_COMPOSITE(m) && m->m_ext.ext_free == NULL);
+               VERIFY(MBUF_IS_COMPOSITE(m) && m_get_ext_free(m) == NULL);
 
                flag = MEXT_FLAGS(m);
 
@@ -3545,7 +3906,7 @@ m_mclhasreference(struct mbuf *m)
        if (!(m->m_flags & M_EXT))
                return (0);
 
-       ASSERT(MEXT_RFA(m) != NULL);
+       ASSERT(m_get_rfa(m) != NULL);
 
        return ((MEXT_FLAGS(m) & EXTF_READONLY) ? 1 : 0);
 }
@@ -3681,10 +4042,10 @@ m_dup_pkthdr(struct mbuf *to, struct mbuf *from, int how)
 void
 m_copy_pftag(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
 {
-       to->m_pkthdr.pf_mtag = from->m_pkthdr.pf_mtag;
+       memcpy(m_pftag(to), m_pftag(from), sizeof(struct pf_mtag));
 #if PF_ECN
-       to->m_pkthdr.pf_mtag.pftag_hdr = NULL;
-       to->m_pkthdr.pf_mtag.pftag_flags &= ~(PF_TAG_HDR_INET|PF_TAG_HDR_INET6);
+       m_pftag(to)->pftag_hdr = NULL;
+       m_pftag(to)->pftag_flags &= ~(PF_TAG_HDR_INET|PF_TAG_HDR_INET6);
 #endif /* PF_ECN */
 }
 
@@ -3702,9 +4063,11 @@ m_classifier_init(struct mbuf *m, uint32_t pktf_mask)
                (void) m_set_service_class(m, MBUF_SC_BE);
        if (!(m->m_pkthdr.pkt_flags & PKTF_IFAINFO))
                m->m_pkthdr.pkt_ifainfo = 0;
-#if MEASURE_BW
-       m->m_pkthdr.pkt_bwseq  = 0;
-#endif /* MEASURE_BW */
+       /*
+        * Preserve timestamp if requested
+        */
+       if (!(m->m_pkthdr.pkt_flags & PKTF_TS_VALID))
+               m->m_pkthdr.pkt_timestamp = 0;
 }
 
 void
@@ -3719,10 +4082,6 @@ m_copy_classifier(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
        to->m_pkthdr.pkt_flags = from->m_pkthdr.pkt_flags;
        (void) m_set_service_class(to, from->m_pkthdr.pkt_svc);
        to->m_pkthdr.pkt_ifainfo  = from->m_pkthdr.pkt_ifainfo;
-       to->m_pkthdr.ipsec_policy = from->m_pkthdr.ipsec_policy;
-#if MEASURE_BW
-       to->m_pkthdr.pkt_bwseq  = from->m_pkthdr.pkt_bwseq;
-#endif /* MEASURE_BW */
 }
 
 /*
@@ -3742,7 +4101,7 @@ m_getpackets_internal(unsigned int *num_needed, int num_with_pkthdrs,
        unsigned int pnum, needed = *num_needed;
        mcache_obj_t *mp_list = NULL;
        int mcflags = MSLEEPF(wait);
-       u_int32_t flag;
+       u_int16_t flag;
        struct ext_ref *rfa;
        mcache_t *cp;
        void *cl;
@@ -3785,7 +4144,7 @@ m_getpackets_internal(unsigned int *num_needed, int num_with_pkthdrs,
 
                VERIFY(m->m_type == MT_FREE && m->m_flags == M_EXT);
                cl = m->m_ext.ext_buf;
-               rfa = MEXT_RFA(m);
+               rfa = m_get_rfa(m);
 
                ASSERT(cl != NULL && rfa != NULL);
                VERIFY(MBUF_IS_COMPOSITE(m));
@@ -3836,7 +4195,7 @@ m_getpackets_internal(unsigned int *num_needed, int num_with_pkthdrs,
                printf("%s: File a radar related to <rdar://10146739>. \
                        needed = %u, pnum = %u, num_needed = %u \n",
                        __func__, needed, pnum, *num_needed);
-       }               
+       }
 
        *num_needed = pnum;
        return (top);
@@ -3904,9 +4263,9 @@ m_allocpacket_internal(unsigned int *numlist, size_t packetlen,
                }
        } else if (bufsize == m_maxsize(MC_16KCL)) {
                VERIFY(njcl > 0);
-               nsegs = ((packetlen - 1) >> (PGSHIFT + 2)) + 1;
+               nsegs = ((packetlen - 1) >> M16KCLSHIFT) + 1;
        } else if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-               nsegs = ((packetlen - 1) >> PGSHIFT) + 1;
+               nsegs = ((packetlen - 1) >> MBIGCLSHIFT) + 1;
        } else {
                nsegs = ((packetlen - 1) >> MCLSHIFT) + 1;
        }
@@ -4086,10 +4445,11 @@ m_allocpacket_internal(unsigned int *numlist, size_t packetlen,
 
        for (;;) {
                struct mbuf *m;
-               u_int32_t flag;
+               u_int16_t flag;
                struct ext_ref *rfa;
                void *cl;
                int pkthdr;
+               m_ext_free_func_t m_free_func;
 
                ++num;
                if (nsegs == 1 || (num % nsegs) != 0 || resid == 0) {
@@ -4099,14 +4459,14 @@ m_allocpacket_internal(unsigned int *numlist, size_t packetlen,
                        m = (struct mbuf *)rmp_list;
                        rmp_list = rmp_list->obj_next;
                }
+               m_free_func = m_get_ext_free(m);
                ASSERT(m != NULL);
                VERIFY(m->m_type == MT_FREE && m->m_flags == M_EXT);
-               VERIFY(m->m_ext.ext_free == NULL ||
-                   m->m_ext.ext_free == m_bigfree ||
-                   m->m_ext.ext_free == m_16kfree);
+               VERIFY(m_free_func == NULL || m_free_func == m_bigfree ||
+                   m_free_func == m_16kfree);
 
                cl = m->m_ext.ext_buf;
-               rfa = MEXT_RFA(m);
+               rfa = m_get_rfa(m);
 
                ASSERT(cl != NULL && rfa != NULL);
                VERIFY(MBUF_IS_COMPOSITE(m));
@@ -4117,9 +4477,9 @@ m_allocpacket_internal(unsigned int *numlist, size_t packetlen,
                if (pkthdr)
                        first = m;
                MBUF_INIT(m, pkthdr, MT_DATA);
-               if (m->m_ext.ext_free == m_16kfree) {
+               if (m_free_func == m_16kfree) {
                        MBUF_16KCL_INIT(m, cl, rfa, 1, flag);
-               } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+               } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                        MBUF_BIGCL_INIT(m, cl, rfa, 1, flag);
                } else {
                        MBUF_CL_INIT(m, cl, rfa, 1, flag);
@@ -4264,14 +4624,13 @@ m_freem_list(struct mbuf *m)
                while (m != NULL) {
                        struct mbuf *next = m->m_next;
                        mcache_obj_t *o, *rfa;
-                       u_int32_t refcnt, composite;
+                       u_int32_t composite;
+                       u_int16_t refcnt;
+                       m_ext_free_func_t m_free_func;
 
                        if (m->m_type == MT_FREE)
                                panic("m_free: freeing an already freed mbuf");
 
-                       if (m->m_type != MT_FREE)
-                               mt_free++;
-
                        if (m->m_flags & M_PKTHDR) {
                                /* Check for scratch area overflow */
                                m_redzone_verify(m);
@@ -4279,32 +4638,43 @@ m_freem_list(struct mbuf *m)
                                m_tag_delete_chain(m, NULL);
                        }
 
-                       if (!(m->m_flags & M_EXT))
+                       if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
+                               mt_free++;
                                goto simple_free;
+                       }
+
+                       if (MBUF_IS_PAIRED(m) && m_free_paired(m)) {
+                               m = next;
+                               continue;
+                       }
+
+                       mt_free++;
 
                        o = (mcache_obj_t *)(void *)m->m_ext.ext_buf;
                        refcnt = m_decref(m);
                        composite = (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_COMPOSITE);
-                       if (refcnt == 0 && !composite) {
-                               if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+                       m_free_func = m_get_ext_free(m);
+                       if (refcnt == MEXT_MINREF(m) && !composite) {
+                               if (m_free_func == NULL) {
                                        o->obj_next = mcl_list;
                                        mcl_list = o;
-                               } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+                               } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                                        o->obj_next = mbc_list;
                                        mbc_list = o;
-                               } else if (m->m_ext.ext_free == m_16kfree) {
+                               } else if (m_free_func == m_16kfree) {
                                        o->obj_next = m16k_list;
                                        m16k_list = o;
                                } else {
-                                       (*(m->m_ext.ext_free))((caddr_t)o,
+                                       (*(m_free_func))((caddr_t)o,
                                            m->m_ext.ext_size,
-                                           m->m_ext.ext_arg);
+                                           m_get_ext_arg(m));
                                }
-                               rfa = (mcache_obj_t *)(void *)MEXT_RFA(m);
+                               rfa = (mcache_obj_t *)(void *)m_get_rfa(m);
                                rfa->obj_next = ref_list;
                                ref_list = rfa;
-                               MEXT_RFA(m) = NULL;
-                       } else if (refcnt == 0 && composite) {
+                               m_set_ext(m, NULL, NULL, NULL);
+                       } else if (refcnt == MEXT_MINREF(m) && composite) {
+                               VERIFY(!(MEXT_FLAGS(m) & EXTF_PAIRED));
                                VERIFY(m->m_type != MT_FREE);
                                /*
                                 * Amortize the costs of atomic operations
@@ -4330,14 +4700,14 @@ m_freem_list(struct mbuf *m)
 
                                /* "Free" into the intermediate cache */
                                o = (mcache_obj_t *)m;
-                               if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+                               if (m_free_func == NULL) {
                                        o->obj_next = m_mcl_list;
                                        m_mcl_list = o;
-                               } else if (m->m_ext.ext_free == m_bigfree) {
+                               } else if (m_free_func == m_bigfree) {
                                        o->obj_next = m_mbc_list;
                                        m_mbc_list = o;
                                } else {
-                                       VERIFY(m->m_ext.ext_free == m_16kfree);
+                                       VERIFY(m_free_func == m_16kfree);
                                        o->obj_next = m_m16k_list;
                                        m_m16k_list = o;
                                }
@@ -4467,8 +4837,13 @@ m_prepend(struct mbuf *m, int len, int how)
        }
        mn->m_next = m;
        m = mn;
-       if (len < MHLEN)
+       if (m->m_flags & M_PKTHDR) {
+               VERIFY(len <= MHLEN);
                MH_ALIGN(m, len);
+       } else {
+               VERIFY(len <= MLEN);
+               M_ALIGN(m, len);
+       }
        m->m_len = len;
        return (m);
 }
@@ -4478,9 +4853,10 @@ m_prepend(struct mbuf *m, int len, int how)
  * chain, copy junk along, and adjust length.
  */
 struct mbuf *
-m_prepend_2(struct mbuf *m, int len, int how)
+m_prepend_2(struct mbuf *m, int len, int how, int align)
 {
-       if (M_LEADINGSPACE(m) >= len) {
+       if (M_LEADINGSPACE(m) >= len &&
+           (!align || IS_P2ALIGNED((m->m_data - len), sizeof(u_int32_t)))) {
                m->m_data -= len;
                m->m_len += len;
        } else {
@@ -4509,7 +4885,11 @@ m_copym_mode(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait, uint32_t mode)
        if (off < 0 || len < 0)
                panic("m_copym: invalid offset %d or len %d", off, len);
 
-       if (off == 0 && (m->m_flags & M_PKTHDR)) {
+       VERIFY((mode != M_COPYM_MUST_COPY_HDR &&
+           mode != M_COPYM_MUST_MOVE_HDR) || (m->m_flags & M_PKTHDR));
+
+       if ((off == 0 && (m->m_flags & M_PKTHDR)) ||
+           mode == M_COPYM_MUST_COPY_HDR || mode == M_COPYM_MUST_MOVE_HDR) {
                mhdr = m;
                copyhdr = 1;
        }
@@ -4530,16 +4910,21 @@ m_copym_mode(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait, uint32_t mode)
                        break;
                }
 
-               n = _M_RETRY(wait, m->m_type);
+               if (copyhdr)
+                       n = _M_RETRYHDR(wait, m->m_type);
+               else
+                       n = _M_RETRY(wait, m->m_type);
                *np = n;
 
                if (n == NULL)
                        goto nospace;
 
                if (copyhdr != 0) {
-                       if (mode == M_COPYM_MOVE_HDR) {
+                       if ((mode == M_COPYM_MOVE_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_MOVE_HDR)) {
                                M_COPY_PKTHDR(n, mhdr);
-                       } else if (mode == M_COPYM_COPY_HDR) {
+                       } else if ((mode == M_COPYM_COPY_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_COPY_HDR)) {
                                if (m_dup_pkthdr(n, mhdr, wait) == 0)
                                        goto nospace;
                        }
@@ -4548,25 +4933,34 @@ m_copym_mode(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait, uint32_t mode)
                        else
                                n->m_pkthdr.len = len;
                        copyhdr = 0;
-               }
-               if (len == M_COPYALL) {
-                       if (MIN(len, (m->m_len - off)) == len) {
-                               printf("m->m_len %d - off %d = %d, %d\n",
-                                   m->m_len, off, m->m_len - off,
-                                   MIN(len, (m->m_len - off)));
+                       /*
+                        * There is data to copy from the packet header mbuf
+                        * if it is empty or it is before the starting offset
+                        */
+                       if (mhdr != m) {
+                               np = &n->m_next;
+                               continue;
                        }
                }
                n->m_len = MIN(len, (m->m_len - off));
-               if (n->m_len == M_COPYALL) {
-                       printf("n->m_len == M_COPYALL, fixing\n");
-                       n->m_len = MHLEN;
-               }
                if (m->m_flags & M_EXT) {
                        n->m_ext = m->m_ext;
                        m_incref(m);
                        n->m_data = m->m_data + off;
                        n->m_flags |= M_EXT;
                } else {
+                       /*
+                        * Limit to the capacity of the destination
+                        */
+                       if (n->m_flags & M_PKTHDR)
+                               n->m_len = MIN(n->m_len, MHLEN);
+                       else
+                               n->m_len = MIN(n->m_len, MLEN);
+
+                       if (MTOD(n, char *) + n->m_len > ((char *)n) + MSIZE)
+                               panic("%s n %p copy overflow",
+                                       __func__, n);
+
                        bcopy(MTOD(m, caddr_t)+off, MTOD(n, caddr_t),
                            (unsigned)n->m_len);
                }
@@ -4602,10 +4996,10 @@ m_copym(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait)
  * list (normally hung off of the socket)
  */
 struct mbuf *
-m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m, int off0, int len0, int wait,
+m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m0, int off0, int len0, int wait,
     struct mbuf **m_lastm, int *m_off, uint32_t mode)
 {
-       struct mbuf *n, **np = NULL;
+       struct mbuf *m = m0, *n, **np = NULL;
        int off = off0, len = len0;
        struct mbuf *top = NULL;
        int mcflags = MSLEEPF(wait);
@@ -4617,7 +5011,7 @@ m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m, int off0, int len0, int wait,
        if (off == 0 && (m->m_flags & M_PKTHDR))
                copyhdr = 1;
 
-       if (*m_lastm != NULL) {
+       if (m_lastm != NULL && *m_lastm != NULL) {
                m = *m_lastm;
                off = *m_off;
        } else {
@@ -4676,9 +5070,11 @@ m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m, int off0, int len0, int wait,
                }
 
                if (copyhdr) {
-                       if (mode == M_COPYM_MOVE_HDR) {
+                       if ((mode == M_COPYM_MOVE_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_MOVE_HDR)) {
                                M_COPY_PKTHDR(n, m);
-                       } else if (mode == M_COPYM_COPY_HDR) {
+                       } else if ((mode == M_COPYM_COPY_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_COPY_HDR)) {
                                if (m_dup_pkthdr(n, m, wait) == 0)
                                        goto nospace;
                        }
@@ -4693,18 +5089,24 @@ m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m, int off0, int len0, int wait,
                        n->m_data = m->m_data + off;
                        n->m_flags |= M_EXT;
                } else {
+                       if (MTOD(n, char *) + n->m_len > ((char *)n) + MSIZE)
+                               panic("%s n %p copy overflow",
+                                       __func__, n);
+
                        bcopy(MTOD(m, caddr_t)+off, MTOD(n, caddr_t),
                            (unsigned)n->m_len);
                }
                len -= n->m_len;
 
                if (len == 0) {
-                       if ((off + n->m_len) == m->m_len) {
-                               *m_lastm = m->m_next;
-                               *m_off  = 0;
-                       } else {
-                               *m_lastm = m;
-                               *m_off  = off + n->m_len;
+                       if (m_lastm != NULL && m_off != NULL) {
+                               if ((off + n->m_len) == m->m_len) {
+                                       *m_lastm = m->m_next;
+                                       *m_off  = 0;
+                               } else {
+                                       *m_lastm = m;
+                                       *m_off  = off + n->m_len;
+                               }
                        }
                        break;
                }
@@ -4736,23 +5138,33 @@ nospace:
 void
 m_copydata(struct mbuf *m, int off, int len, void *vp)
 {
+       int off0 = off, len0 = len;
+       struct mbuf *m0 = m;
        unsigned count;
        char *cp = vp;
 
-       if (off < 0 || len < 0)
-               panic("m_copydata: invalid offset %d or len %d", off, len);
+       if (__improbable(off < 0 || len < 0)) {
+               panic("%s: invalid offset %d or len %d", __func__, off, len);
+               /* NOTREACHED */
+       }
 
        while (off > 0) {
-               if (m == NULL)
-                       panic("m_copydata: invalid mbuf chain");
+               if (__improbable(m == NULL)) {
+                       panic("%s: invalid mbuf chain %p [off %d, len %d]",
+                           __func__, m0, off0, len0);
+                       /* NOTREACHED */
+               }
                if (off < m->m_len)
                        break;
                off -= m->m_len;
                m = m->m_next;
        }
        while (len > 0) {
-               if (m == NULL)
-                       panic("m_copydata: invalid mbuf chain");
+               if (__improbable(m == NULL)) {
+                       panic("%s: invalid mbuf chain %p [off %d, len %d]",
+                           __func__, m0, off0, len0);
+                       /* NOTREACHED */
+               }
                count = MIN(m->m_len - off, len);
                bcopy(MTOD(m, caddr_t) + off, cp, count);
                len -= count;
@@ -5142,7 +5554,7 @@ m_howmany(int num, size_t bufsize)
        VERIFY(bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL) ||
            bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        /* Numbers in 2K cluster units */
        m_mbclusters = m_total(MC_MBUF) >> NMBPCLSHIFT;
@@ -5222,12 +5634,6 @@ m_howmany(int num, size_t bufsize)
 
        } else { /* 16K CL */
                VERIFY(njcl > 0);
-               /* Under minimum */
-               if (m_16kclusters < MIN16KCL)
-                       return (MIN16KCL - m_16kclusters);
-               if (m_16kclfree >= M16KCL_LOWAT)
-                       return (0);
-
                /* Ensure at least num clusters are available */
                if (num >= m_16kclfree)
                        i = num - m_16kclfree;
@@ -5238,9 +5644,8 @@ m_howmany(int num, size_t bufsize)
                i = MAX(i, j);
 
                /* Check to ensure we don't go over limit */
-               if (i + m_16kclusters >= m_maxlimit(MC_16KCL))
-                       i = m_maxlimit(MC_16KCL) - m_16kclusters;
-               VERIFY((m_total(MC_16KCL) + i) <= m_maxlimit(MC_16KCL));
+               if ((i + m_total(MC_16KCL)) >= m_maxlimit(MC_16KCL))
+                       i = m_maxlimit(MC_16KCL) - m_total(MC_16KCL);
        }
        return (i);
 }
@@ -5604,7 +6009,7 @@ m_dup(struct mbuf *m, int how)
        }
        while (m != NULL) {
 #if BLUE_DEBUG
-               kprintf("<%x: %x, %x, %x\n", m, m->m_flags, m->m_len,
+               printf("<%x: %x, %x, %x\n", m, m->m_flags, m->m_len,
                    m->m_data);
 #endif
                if (copyhdr)
@@ -5643,7 +6048,7 @@ m_dup(struct mbuf *m, int how)
                m = m->m_next;
                np = &n->m_next;
 #if BLUE_DEBUG
-               kprintf(">%x: %x, %x, %x\n", n, n->m_flags, n->m_len,
+               printf(">%x: %x, %x, %x\n", n, n->m_flags, n->m_len,
                    n->m_data);
 #endif
        }
@@ -5660,9 +6065,10 @@ nospace:
 
 #define        MBUF_MULTIPAGES(m)                                              \
        (((m)->m_flags & M_EXT) &&                                      \
-       ((IS_P2ALIGNED((m)->m_data, NBPG) && (m)->m_len > NBPG) ||      \
-       (!IS_P2ALIGNED((m)->m_data, NBPG) &&                            \
-       P2ROUNDUP((m)->m_data, NBPG) < ((uintptr_t)(m)->m_data + (m)->m_len))))
+       ((IS_P2ALIGNED((m)->m_data, PAGE_SIZE)                          \
+       && (m)->m_len > PAGE_SIZE) ||                                   \
+       (!IS_P2ALIGNED((m)->m_data, PAGE_SIZE) &&                       \
+       P2ROUNDUP((m)->m_data, PAGE_SIZE) < ((uintptr_t)(m)->m_data + (m)->m_len))))
 
 static struct mbuf *
 m_expand(struct mbuf *m, struct mbuf **last)
@@ -5682,11 +6088,11 @@ m_expand(struct mbuf *m, struct mbuf **last)
                struct mbuf *n;
 
                data = data0;
-               if (IS_P2ALIGNED(data, NBPG) && len0 > NBPG)
-                       len = NBPG;
-               else if (!IS_P2ALIGNED(data, NBPG) &&
-                   P2ROUNDUP(data, NBPG) < (data + len0))
-                       len = P2ROUNDUP(data, NBPG) - data;
+               if (IS_P2ALIGNED(data, PAGE_SIZE) && len0 > PAGE_SIZE)
+                       len = PAGE_SIZE;
+               else if (!IS_P2ALIGNED(data, PAGE_SIZE) &&
+                   P2ROUNDUP(data, PAGE_SIZE) < (data + len0))
+                       len = P2ROUNDUP(data, PAGE_SIZE) - data;
                else
                        len = len0;
 
@@ -5780,7 +6186,8 @@ m_append(struct mbuf *m0, int len, caddr_t cp)
                        space = remainder;
                bcopy(cp, mtod(m, caddr_t) + m->m_len, space);
                m->m_len += space;
-               cp += space, remainder -= space;
+               cp += space;
+               remainder -= space;
        }
        while (remainder > 0) {
                /*
@@ -5897,6 +6304,8 @@ m_defrag_offset(struct mbuf *m0, u_int32_t off, int how)
                if (length > MCLBYTES)
                        length = MCLBYTES;
                length -= ((m_new == m_final) ? off : 0);
+               if (length < 0)
+                       goto nospace;
 
                if (m_new == NULL) {
                        if (length > MLEN)
@@ -6058,7 +6467,7 @@ mbuf_sleep(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
 {
        boolean_t mcache_retry = FALSE;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        /* Check if there's anything at the cache layer */
        if (mbuf_cached_above(class, wait)) {
@@ -6100,6 +6509,14 @@ mbuf_sleep(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
                mbuf_watchdog();
 
        mb_waiters++;
+       m_region_expand(class) += m_total(class) + num;
+       /* wake up the worker thread */
+       if (class > MC_MBUF && mbuf_worker_ready &&
+           mbuf_worker_needs_wakeup) {
+               wakeup((caddr_t)&mbuf_worker_needs_wakeup);
+               mbuf_worker_needs_wakeup = FALSE;
+       }
+
        (void) msleep(mb_waitchan, mbuf_mlock, (PZERO-1), m_cname(class), NULL);
 
        /* We are now up; stop getting notified until next round */
@@ -6117,6 +6534,7 @@ done:
        return (mcache_retry);
 }
 
+__attribute__((noreturn))
 static void
 mbuf_worker_thread(void)
 {
@@ -6124,43 +6542,52 @@ mbuf_worker_thread(void)
 
        while (1) {
                lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
-
+               mbuf_worker_run_cnt++;
                mbuf_expand = 0;
-               if (mbuf_expand_mcl) {
+               if (m_region_expand(MC_CL) > 0) {
                        int n;
-
+                       mb_expand_cl_cnt++;
                        /* Adjust to current number of cluster in use */
-                       n = mbuf_expand_mcl -
+                       n = m_region_expand(MC_CL) -
                            (m_total(MC_CL) - m_infree(MC_CL));
                        if ((n + m_total(MC_CL)) > m_maxlimit(MC_CL))
                                n = m_maxlimit(MC_CL) - m_total(MC_CL);
-                       mbuf_expand_mcl = 0;
+                       if (n > 0) {
+                               mb_expand_cl_total += n;
+                       }
+                       m_region_expand(MC_CL) = 0;
 
                        if (n > 0 && freelist_populate(MC_CL, n, M_WAIT) > 0)
                                mbuf_expand++;
                }
-               if (mbuf_expand_big) {
+               if (m_region_expand(MC_BIGCL) > 0) {
                        int n;
-
+                       mb_expand_bigcl_cnt++;
                        /* Adjust to current number of 4 KB cluster in use */
-                       n = mbuf_expand_big -
+                       n = m_region_expand(MC_BIGCL) -
                            (m_total(MC_BIGCL) - m_infree(MC_BIGCL));
                        if ((n + m_total(MC_BIGCL)) > m_maxlimit(MC_BIGCL))
                                n = m_maxlimit(MC_BIGCL) - m_total(MC_BIGCL);
-                       mbuf_expand_big = 0;
+                       if (n > 0) {
+                               mb_expand_bigcl_total += n;
+                       }
+                       m_region_expand(MC_BIGCL) = 0;
 
                        if (n > 0 && freelist_populate(MC_BIGCL, n, M_WAIT) > 0)
                                mbuf_expand++;
                }
-               if (mbuf_expand_16k) {
+               if (m_region_expand(MC_16KCL) > 0) {
                        int n;
-
+                       mb_expand_16kcl_cnt++;
                        /* Adjust to current number of 16 KB cluster in use */
-                       n = mbuf_expand_16k -
+                       n = m_region_expand(MC_16KCL) -
                            (m_total(MC_16KCL) - m_infree(MC_16KCL));
                        if ((n + m_total(MC_16KCL)) > m_maxlimit(MC_16KCL))
                                n = m_maxlimit(MC_16KCL) - m_total(MC_16KCL);
-                       mbuf_expand_16k = 0;
+                       if (n > 0) {
+                               mb_expand_16kcl_total += n;
+                       }
+                       m_region_expand(MC_16KCL) = 0;
 
                        if (n > 0)
                                (void) freelist_populate(MC_16KCL, n, M_WAIT);
@@ -6175,18 +6602,28 @@ mbuf_worker_thread(void)
                if (mbuf_expand) {
                        while (m_total(MC_MBUF) <
                            (m_total(MC_BIGCL) + m_total(MC_CL))) {
+                               mb_expand_cnt++;
                                if (freelist_populate(MC_MBUF, 1, M_WAIT) == 0)
                                        break;
                        }
                }
 
+               mbuf_worker_needs_wakeup = TRUE;
+               /*
+                * If there's a deadlock and we're not sending / receiving
+                * packets, net_uptime() won't be updated.  Update it here
+                * so we are sure it's correct.
+                */
+               net_update_uptime();
+               mbuf_worker_last_runtime = net_uptime();
+               assert_wait((caddr_t)&mbuf_worker_needs_wakeup,
+                   THREAD_UNINT);
                lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
-
-               assert_wait(&mbuf_worker_run, THREAD_UNINT);
                (void) thread_block((thread_continue_t)mbuf_worker_thread);
        }
 }
 
+__attribute__((noreturn))
 static void
 mbuf_worker_thread_init(void)
 {
@@ -6200,20 +6637,18 @@ slab_get(void *buf)
        mcl_slabg_t *slg;
        unsigned int ix, k;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
        VERIFY(MBUF_IN_MAP(buf));
-       ix = ((char *)buf - (char *)mbutl) >> MBSHIFT;
+       ix = ((unsigned char *)buf - mbutl) >> MBSHIFT;
        VERIFY(ix < maxslabgrp);
 
        if ((slg = slabstbl[ix]) == NULL) {
                /*
-                * In the current implementation, we never shrink the memory
-                * pool (hence the cluster map); if we attempt to reallocate
-                * a cluster group when it's already allocated, panic since
-                * this is a sign of a memory corruption (slabstbl[ix] got
-                * nullified).  This also means that there shouldn't be any
-                * hole in the kernel sub-map for the mbuf pool.
+                * In the current implementation, we never shrink the slabs
+                * table; if we attempt to reallocate a cluster group when
+                * it's already allocated, panic since this is a sign of a
+                * memory corruption (slabstbl[ix] got nullified).
                 */
                ++slabgrp;
                VERIFY(ix < slabgrp);
@@ -6228,7 +6663,9 @@ slab_get(void *buf)
                /* This is a new buffer; create the slabs group for it */
                MALLOC(slg, mcl_slabg_t *, sizeof (*slg), M_TEMP,
                    M_WAITOK | M_ZERO);
-               VERIFY(slg != NULL);
+               MALLOC(slg->slg_slab, mcl_slab_t *, sizeof(mcl_slab_t) * NSLABSPMB,
+                   M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
+               VERIFY(slg != NULL && slg->slg_slab != NULL);
 
                lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
                /*
@@ -6253,7 +6690,7 @@ slab_get(void *buf)
                }
        }
 
-       ix = MTOBG(buf) % NSLABSPMB;
+       ix = MTOPG(buf) % NSLABSPMB;
        VERIFY(ix < NSLABSPMB);
 
        return (&slg->slg_slab[ix]);
@@ -6280,13 +6717,17 @@ slab_insert(mcl_slab_t *sp, mbuf_class_t class)
        m_slab_cnt(class)++;
        TAILQ_INSERT_TAIL(&m_slablist(class), sp, sl_link);
        sp->sl_flags &= ~SLF_DETACHED;
+
+       /*
+        * If a buffer spans multiple contiguous pages then mark them as
+        * detached too
+        */
        if (class == MC_16KCL) {
                int k;
                for (k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                        sp = sp->sl_next;
                        /* Next slab must already be present */
-                       VERIFY(sp != NULL);
-                       VERIFY(slab_is_detached(sp));
+                       VERIFY(sp != NULL && slab_is_detached(sp));
                        sp->sl_flags &= ~SLF_DETACHED;
                }
        }
@@ -6295,13 +6736,13 @@ slab_insert(mcl_slab_t *sp, mbuf_class_t class)
 static void
 slab_remove(mcl_slab_t *sp, mbuf_class_t class)
 {
+       int k;
        VERIFY(!slab_is_detached(sp));
        VERIFY(m_slab_cnt(class) > 0);
        m_slab_cnt(class)--;
        TAILQ_REMOVE(&m_slablist(class), sp, sl_link);
        slab_detach(sp);
        if (class == MC_16KCL) {
-               int k;
                for (k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                        sp = sp->sl_next;
                        /* Next slab must already be present */
@@ -6374,14 +6815,14 @@ mcl_audit_init(void *buf, mcache_audit_t **mca_list,
        boolean_t save_contents = (con_list != NULL);
        unsigned int i, ix;
 
-       ASSERT(num <= NMBPBG);
+       ASSERT(num <= NMBPG);
        ASSERT(con_list == NULL || con_size != 0);
 
-       ix = MTOBG(buf);
+       ix = MTOPG(buf);
        VERIFY(ix < maxclaudit);
 
        /* Make sure we haven't been here before */
-       for (i = 0; i < NMBPBG; i++)
+       for (i = 0; i < num; i++)
                VERIFY(mclaudit[ix].cl_audit[i] == NULL);
 
        mca = mca_tail = *mca_list;
@@ -6421,18 +6862,44 @@ mcl_audit_init(void *buf, mcache_audit_t **mca_list,
        mca_tail->mca_next = NULL;
 }
 
+static void
+mcl_audit_free(void *buf, unsigned int num)
+{
+       unsigned int i, ix;
+       mcache_audit_t *mca, *mca_list;
+
+       ix = MTOPG(buf);
+       VERIFY(ix < maxclaudit);
+
+       if (mclaudit[ix].cl_audit[0] != NULL) {
+               mca_list = mclaudit[ix].cl_audit[0];
+               for (i = 0; i < num; i++) {
+                       mca = mclaudit[ix].cl_audit[i];
+                       mclaudit[ix].cl_audit[i] = NULL;
+                       if (mca->mca_contents)
+                               mcache_free(mcl_audit_con_cache,
+                                   mca->mca_contents);
+               }
+               mcache_free_ext(mcache_audit_cache,
+                   (mcache_obj_t *)mca_list);
+       }
+}
+
 /*
  * Given an address of a buffer (mbuf/2KB/4KB/16KB), return
  * the corresponding audit structure for that buffer.
  */
 static mcache_audit_t *
-mcl_audit_buf2mca(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *o)
+mcl_audit_buf2mca(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *mobj)
 {
        mcache_audit_t *mca = NULL;
-       int ix = MTOBG(o);
+       int ix = MTOPG(mobj), m_idx = 0;
+       unsigned char *page_addr;
 
        VERIFY(ix < maxclaudit);
-       VERIFY(IS_P2ALIGNED(o, MIN(m_maxsize(class), NBPG)));
+       VERIFY(IS_P2ALIGNED(mobj, MIN(m_maxsize(class), PAGE_SIZE)));
+
+       page_addr = PGTOM(ix);
 
        switch (class) {
        case MC_MBUF:
@@ -6443,19 +6910,25 @@ mcl_audit_buf2mca(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *o)
                 * mbuf index relative to the page base and use
                 * it to locate the audit structure.
                 */
-               VERIFY(MCLIDX(BGTOM(ix), o) < (int)NMBPBG);
-               mca = mclaudit[ix].cl_audit[MCLIDX(BGTOM(ix), o)];
+               m_idx = MBPAGEIDX(page_addr, mobj);
+               VERIFY(m_idx < (int)NMBPG);
+               mca = mclaudit[ix].cl_audit[m_idx];
                break;
 
        case MC_CL:
                /*
                 * Same thing as above, but for 2KB clusters in a page.
                 */
-               VERIFY(CLBGIDX(BGTOM(ix), o) < (int)NCLPBG);
-               mca = mclaudit[ix].cl_audit[CLBGIDX(BGTOM(ix), o)];
+               m_idx = CLPAGEIDX(page_addr, mobj);
+               VERIFY(m_idx < (int)NCLPG);
+               mca = mclaudit[ix].cl_audit[m_idx];
                break;
 
        case MC_BIGCL:
+               m_idx = BCLPAGEIDX(page_addr, mobj);
+               VERIFY(m_idx < (int)NBCLPG);
+               mca = mclaudit[ix].cl_audit[m_idx];
+               break;
        case MC_16KCL:
                /*
                 * Same as above, but only return the first element.
@@ -6510,7 +6983,7 @@ mcl_audit_restore_mbuf(struct mbuf *m, mcache_audit_t *mca, boolean_t composite)
 
        if (composite) {
                struct mbuf *next = m->m_next;
-               VERIFY(ms->m_flags == M_EXT && MEXT_RFA(ms) != NULL &&
+               VERIFY(ms->m_flags == M_EXT && m_get_rfa(ms) != NULL &&
                    MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
                VERIFY(mca->mca_contents_size == AUDIT_CONTENTS_SIZE);
                /*
@@ -6577,7 +7050,7 @@ mcl_audit_scratch(mcache_audit_t *mca)
        msa->msa_pdepth = msa->msa_depth;
        bzero(stack, sizeof (stack));
        msa->msa_depth = OSBacktrace(stack, MCACHE_STACK_DEPTH + 1) - 1;
-       bcopy(&stack[1], msa->msa_stack, sizeof (mca->mca_pstack));
+       bcopy(&stack[1], msa->msa_stack, sizeof (msa->msa_stack));
 
        msa->msa_ptstamp = msa->msa_tstamp;
        microuptime(&now);
@@ -6663,7 +7136,7 @@ mleak_logger(u_int32_t num, mcache_obj_t *addr, boolean_t alloc)
 
        if ((temp % mleak_table.mleak_sample_factor) == 0 && addr != NULL) {
                uintptr_t bt[MLEAK_STACK_DEPTH];
-               int logged = fastbacktrace(bt, MLEAK_STACK_DEPTH);
+               int logged = backtrace(bt, MLEAK_STACK_DEPTH);
                mleak_log(bt, addr, logged, num);
        }
 }
@@ -6902,7 +7375,8 @@ static struct mbtypes {
 static char *
 mbuf_dump(void)
 {
-       unsigned long totmem = 0, totfree = 0, totmbufs, totused, totpct;
+       unsigned long totmem = 0, totfree = 0, totmbufs, totused, totpct,
+           totreturned = 0;
        u_int32_t m_mbufs = 0, m_clfree = 0, m_bigclfree = 0;
        u_int32_t m_mbufclfree = 0, m_mbufbigclfree = 0;
        u_int32_t m_16kclusters = 0, m_16kclfree = 0, m_mbuf16kclfree = 0;
@@ -6945,6 +7419,7 @@ mbuf_dump(void)
                totmem += mem;
                totfree += (sp->mbcl_mc_cached + sp->mbcl_infree) *
                    sp->mbcl_size;
+               totreturned += sp->mbcl_release_cnt;
 
        }
 
@@ -7009,6 +7484,52 @@ mbuf_dump(void)
        k = snprintf(c, clen, "%lu KB allocated to network (approx. %lu%% "
            "in use)\n", totmem / 1024, totpct);
        MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "%lu KB returned to the system\n",
+           totreturned / 1024);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+
+       net_update_uptime();
+       k = snprintf(c, clen,
+           "VM allocation failures: contiguous %u, normal %u, one page %u\n",
+           mb_kmem_contig_failed, mb_kmem_failed, mb_kmem_one_failed);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       if (mb_kmem_contig_failed_ts || mb_kmem_failed_ts ||
+           mb_kmem_one_failed_ts) {
+               k = snprintf(c, clen,
+                   "VM allocation failure timestamps: contiguous %llu "
+                   "(size %llu), normal %llu (size %llu), one page %llu "
+                   "(now %llu)\n",
+                   mb_kmem_contig_failed_ts, mb_kmem_contig_failed_size,
+                   mb_kmem_failed_ts, mb_kmem_failed_size,
+                   mb_kmem_one_failed_ts, net_uptime());
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               k = snprintf(c, clen,
+                   "VM return codes: ");
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               for (i = 0;
+                    i < sizeof(mb_kmem_stats) / sizeof(mb_kmem_stats[0]);
+                    i++) {
+                       k = snprintf(c, clen, "%s: %u ", mb_kmem_stats_labels[i],
+                           mb_kmem_stats[i]);
+                       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               }
+               k = snprintf(c, clen, "\n");
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       }
+       k = snprintf(c, clen,
+           "worker thread runs: %u, expansions: %llu, cl %llu/%llu, "
+           "bigcl %llu/%llu, 16k %llu/%llu\n", mbuf_worker_run_cnt,
+           mb_expand_cnt, mb_expand_cl_cnt, mb_expand_cl_total,
+           mb_expand_bigcl_cnt, mb_expand_bigcl_total, mb_expand_16kcl_cnt,
+           mb_expand_16kcl_total);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       if (mbuf_worker_last_runtime != 0) {
+               k = snprintf(c, clen, "worker thread last run time: "
+                   "%llu (%llu seconds ago)\n",
+                   mbuf_worker_last_runtime,
+                   net_uptime() - mbuf_worker_last_runtime);
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       }
 
        /* mbuf leak detection statistics */
        mleak_update_stats();
@@ -7062,11 +7583,13 @@ mbuf_dump(void)
                        if (i < mltr->mltr_depth) {
                                if (mleak_stat->ml_isaddr64) {
                                        k = snprintf(c, clen, "0x%0llx  ",
-                                           mltr->mltr_addr[i]);
+                                           (uint64_t)VM_KERNEL_UNSLIDE(
+                                               mltr->mltr_addr[i]));
                                } else {
                                        k = snprintf(c, clen,
                                            "0x%08x  ",
-                                           (u_int32_t)mltr->mltr_addr[i]);
+                                           (uint32_t)VM_KERNEL_UNSLIDE(
+                                               mltr->mltr_addr[i]));
                                }
                        } else {
                                if (mleak_stat->ml_isaddr64)
@@ -7107,9 +7630,13 @@ m_reinit(struct mbuf *m, int hdr)
                         * as the packet header structure might overlap
                         * with the data.
                         */
-                       printf("%s: cannot set M_PKTHDR on altered mbuf %p, "
-                           "m_data %p (expected %p), m_len %d (expected 0)\n",
-                           __func__, m, m->m_data, m->m_dat, m->m_len);
+                       printf("%s: cannot set M_PKTHDR on altered mbuf %llx, "
+                           "m_data %llx (expected %llx), "
+                           "m_len %d (expected 0)\n",
+                           __func__,
+                           (uint64_t)VM_KERNEL_ADDRPERM(m),
+                           (uint64_t)VM_KERNEL_ADDRPERM(m->m_data),
+                           (uint64_t)VM_KERNEL_ADDRPERM(m->m_dat), m->m_len);
                        ret = EBUSY;
                } else {
                        VERIFY((m->m_flags & M_EXT) || m->m_data == m->m_dat);
@@ -7127,19 +7654,97 @@ m_reinit(struct mbuf *m, int hdr)
        return (ret);
 }
 
+int
+m_ext_set_prop(struct mbuf *m, uint32_t o, uint32_t n)
+{
+       ASSERT(m->m_flags & M_EXT);
+       return (atomic_test_set_32(&MEXT_PRIV(m), o, n));
+}
+
+uint32_t
+m_ext_get_prop(struct mbuf *m)
+{
+       ASSERT(m->m_flags & M_EXT);
+       return (MEXT_PRIV(m));
+}
+
+int
+m_ext_paired_is_active(struct mbuf *m)
+{
+       return (MBUF_IS_PAIRED(m) ? (MEXT_PREF(m) > MEXT_MINREF(m)) : 1);
+}
+
+void
+m_ext_paired_activate(struct mbuf *m)
+{
+       struct ext_ref *rfa;
+       int hdr, type;
+       caddr_t extbuf;
+       m_ext_free_func_t extfree;
+       u_int extsize;
+
+       VERIFY(MBUF_IS_PAIRED(m));
+       VERIFY(MEXT_REF(m) == MEXT_MINREF(m));
+       VERIFY(MEXT_PREF(m) == MEXT_MINREF(m));
+
+       hdr = (m->m_flags & M_PKTHDR);
+       type = m->m_type;
+       extbuf = m->m_ext.ext_buf;
+       extfree = m_get_ext_free(m);
+       extsize = m->m_ext.ext_size;
+       rfa = m_get_rfa(m);
+
+       VERIFY(extbuf != NULL && rfa != NULL);
+
+       /*
+        * Safe to reinitialize packet header tags, since it's
+        * already taken care of at m_free() time.  Similar to
+        * what's done in m_clattach() for the cluster.  Bump
+        * up MEXT_PREF to indicate activation.
+        */
+       MBUF_INIT(m, hdr, type);
+       MEXT_INIT(m, extbuf, extsize, extfree, (caddr_t)m, rfa,
+           1, 1, 2, EXTF_PAIRED, MEXT_PRIV(m), m);
+}
+
 void
 m_scratch_init(struct mbuf *m)
 {
+       struct pkthdr *pkt = &m->m_pkthdr;
+
        VERIFY(m->m_flags & M_PKTHDR);
 
-       bzero(&m->m_pkthdr.pkt_mpriv, sizeof (m->m_pkthdr.pkt_mpriv));
+       /* See comments in <rdar://problem/14040693> */
+       if (pkt->pkt_flags & PKTF_PRIV_GUARDED) {
+               panic_plain("Invalid attempt to modify guarded module-private "
+                   "area: mbuf %p, pkt_flags 0x%x\n", m, pkt->pkt_flags);
+               /* NOTREACHED */
+       }
+
+       bzero(&pkt->pkt_mpriv, sizeof (pkt->pkt_mpriv));
 }
 
+/*
+ * This routine is reserved for mbuf_get_driver_scratch(); clients inside
+ * xnu that intend on utilizing the module-private area should directly
+ * refer to the pkt_mpriv structure in the pkthdr.  They are also expected
+ * to set and clear PKTF_PRIV_GUARDED, while owning the packet and prior
+ * to handing it off to another module, respectively.
+ */
 u_int32_t
 m_scratch_get(struct mbuf *m, u_int8_t **p)
 {
+       struct pkthdr *pkt = &m->m_pkthdr;
+
        VERIFY(m->m_flags & M_PKTHDR);
 
+       /* See comments in <rdar://problem/14040693> */
+       if (pkt->pkt_flags & PKTF_PRIV_GUARDED) {
+               panic_plain("Invalid attempt to access guarded module-private "
+                   "area: mbuf %p, pkt_flags 0x%x\n", m, pkt->pkt_flags);
+               /* NOTREACHED */
+       }
+
        if (mcltrace) {
                mcache_audit_t *mca;
 
@@ -7150,8 +7755,8 @@ m_scratch_get(struct mbuf *m, u_int8_t **p)
                lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
        }
 
-       *p = (u_int8_t *)&m->m_pkthdr.pkt_mpriv;
-       return (sizeof (m->m_pkthdr.pkt_mpriv));
+       *p = (u_int8_t *)&pkt->pkt_mpriv;
+       return (sizeof (pkt->pkt_mpriv));
 }
 
 static void
@@ -7181,18 +7786,474 @@ m_redzone_verify(struct mbuf *m)
        }
 }
 
+__private_extern__ inline void
+m_set_ext(struct mbuf *m, struct ext_ref *rfa, m_ext_free_func_t ext_free,
+    caddr_t ext_arg)
+{
+       VERIFY(m->m_flags & M_EXT);
+       if (rfa != NULL) {
+               m->m_ext.ext_refflags =
+                   (struct ext_ref *)(((uintptr_t)rfa) ^ mb_obscure_extref);
+               if (ext_free != NULL) {
+                       rfa->ext_token = ((uintptr_t)&rfa->ext_token) ^
+                           mb_obscure_extfree;
+                       m->m_ext.ext_free = (m_ext_free_func_t)
+                           (((uintptr_t)ext_free) ^ rfa->ext_token);
+                       if (ext_arg != NULL) {
+                               m->m_ext.ext_arg =
+                                   (caddr_t)(((uintptr_t)ext_arg) ^ rfa->ext_token);
+                       } else {
+                               m->m_ext.ext_arg = NULL;
+                       }
+               } else {
+                       rfa->ext_token = 0;
+                       m->m_ext.ext_free = NULL;
+                       m->m_ext.ext_arg = NULL;
+               }
+       } else {
+               /*
+                * If we are going to loose the cookie in ext_token by
+                * resetting the rfa, we should use the global cookie
+                * to obscure the ext_free and ext_arg pointers.
+                */
+               if (ext_free != NULL) {
+                       m->m_ext.ext_free =
+                           (m_ext_free_func_t)((uintptr_t)ext_free ^
+                           mb_obscure_extfree);
+                       if (ext_arg != NULL) {
+                               m->m_ext.ext_arg =
+                                   (caddr_t)((uintptr_t)ext_arg ^
+                                   mb_obscure_extfree);
+                       } else {
+                               m->m_ext.ext_arg = NULL;
+                       }
+               } else {
+                       m->m_ext.ext_free = NULL;
+                       m->m_ext.ext_arg = NULL;
+               }
+               m->m_ext.ext_refflags = NULL;
+       }
+}
+
+__private_extern__ inline struct ext_ref *
+m_get_rfa(struct mbuf *m)
+{
+       if (m->m_ext.ext_refflags == NULL)
+               return (NULL);
+       else
+               return ((struct ext_ref *)(((uintptr_t)m->m_ext.ext_refflags) ^ mb_obscure_extref));
+}
+
+__private_extern__ inline m_ext_free_func_t
+m_get_ext_free(struct mbuf *m)
+{
+       struct ext_ref *rfa;
+       if (m->m_ext.ext_free == NULL)
+               return (NULL);
+
+       rfa = m_get_rfa(m);
+       if (rfa == NULL)
+               return ((m_ext_free_func_t)((uintptr_t)m->m_ext.ext_free ^ mb_obscure_extfree));
+       else
+               return ((m_ext_free_func_t)(((uintptr_t)m->m_ext.ext_free)
+                   ^ rfa->ext_token));
+}
+
+__private_extern__ inline caddr_t
+m_get_ext_arg(struct mbuf *m)
+{
+       struct ext_ref *rfa;
+       if (m->m_ext.ext_arg == NULL)
+               return (NULL);
+
+       rfa = m_get_rfa(m);
+       if (rfa == NULL) {
+               return ((caddr_t)((uintptr_t)m->m_ext.ext_arg ^ mb_obscure_extfree));
+       } else {
+               return ((caddr_t)(((uintptr_t)m->m_ext.ext_arg) ^
+                   rfa->ext_token));
+       }
+}
+
+/*
+ * Send a report of mbuf usage if the usage is at least 6% of max limit
+ * or if there has been at least 3% increase since the last report.
+ *
+ * The values 6% and 3% are chosen so that we can do simple arithmetic
+ * with shift operations.
+ */
+static boolean_t
+mbuf_report_usage(mbuf_class_t cl)
+{
+       /* if a report is already in progress, nothing to do */
+       if (mb_peak_newreport)
+               return (TRUE);
+
+       if (m_total(cl) > m_peak(cl) &&
+           m_total(cl) >= (m_maxlimit(cl) >> 4) &&
+           (m_total(cl) - m_peak(cl)) >= (m_peak(cl) >> 5))
+               return (TRUE);
+       return (FALSE);
+}
+
+__private_extern__ void
+mbuf_report_peak_usage(void)
+{
+       int i = 0;
+       u_int64_t uptime;
+       struct nstat_sysinfo_data ns_data;
+       uint32_t memreleased = 0;
+       static uint32_t prevmemreleased;
+
+       uptime = net_uptime();
+       lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+
+       /* Generate an initial report after 1 week of uptime */
+       if (!mb_peak_firstreport &&
+           uptime > MBUF_PEAK_FIRST_REPORT_THRESHOLD) {
+               mb_peak_newreport = TRUE;
+               mb_peak_firstreport = TRUE;
+       }
+
+       if (!mb_peak_newreport) {
+               lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+               return;
+       }
+
+       /*
+        * Since a report is being generated before 1 week,
+        * we do not need to force another one later
+        */
+       if (uptime < MBUF_PEAK_FIRST_REPORT_THRESHOLD)
+               mb_peak_firstreport = TRUE;
+
+       for (i = 0; i < NELEM(mbuf_table); i++) {
+               m_peak(m_class(i)) = m_total(m_class(i));
+               memreleased += m_release_cnt(i);
+       }
+       memreleased = memreleased - prevmemreleased;
+       prevmemreleased = memreleased;
+       mb_peak_newreport = FALSE;
+       lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+
+       bzero(&ns_data, sizeof(ns_data));
+       ns_data.flags = NSTAT_SYSINFO_MBUF_STATS;
+       ns_data.u.mb_stats.total_256b = m_peak(MC_MBUF);
+       ns_data.u.mb_stats.total_2kb = m_peak(MC_CL);
+       ns_data.u.mb_stats.total_4kb = m_peak(MC_BIGCL);
+       ns_data.u.mb_stats.total_16kb = m_peak(MC_16KCL);
+       ns_data.u.mb_stats.sbmb_total = total_sbmb_cnt_peak;
+       ns_data.u.mb_stats.sb_atmbuflimit = sbmb_limreached;
+       ns_data.u.mb_stats.draincnt = mbstat.m_drain;
+       ns_data.u.mb_stats.memreleased = memreleased;
+       ns_data.u.mb_stats.sbmb_floor = total_sbmb_cnt_floor;
+
+       nstat_sysinfo_send_data(&ns_data);
+
+       /*
+        * Reset the floor whenever we report a new
+        * peak to track the trend (increase peek usage
+        * is not a leak if mbufs get released
+        * between reports and the floor stays low)
+        */
+       total_sbmb_cnt_floor = total_sbmb_cnt_peak;
+}
+
+/*
+ * Called by the VM when there's memory pressure.
+ */
+__private_extern__ void
+m_drain(void)
+{
+       mbuf_class_t mc;
+       mcl_slab_t *sp, *sp_tmp, *nsp;
+       unsigned int num, k, interval, released = 0;
+       unsigned long total_mem = 0, use_mem = 0;
+       boolean_t ret, purge_caches = FALSE;
+       ppnum_t offset;
+       mcache_obj_t *obj;
+       unsigned long per;
+       static uint64_t last_drain = 0;
+       static unsigned char scratch[32];
+       static ppnum_t scratch_pa = 0;
+
+       if (mb_drain_maxint == 0 || mb_waiters)
+               return;
+       if (scratch_pa == 0) {
+               bzero(scratch, sizeof(scratch));
+               scratch_pa = pmap_find_phys(kernel_pmap, (addr64_t)scratch);
+               VERIFY(scratch_pa);
+       } else if (mclverify) {
+               /*
+                * Panic if a driver wrote to our scratch memory.
+                */
+               for (k = 0; k < sizeof(scratch); k++)
+                       if (scratch[k])
+                               panic("suspect DMA to freed address");
+       }
+       /*
+        * Don't free memory too often as that could cause excessive
+        * waiting times for mbufs.  Purge caches if we were asked to drain
+        * in the last 5 minutes.
+        */
+       lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+       if (last_drain == 0) {
+               last_drain = net_uptime();
+               lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+               return;
+       }
+       interval = net_uptime() - last_drain;
+       if (interval <= mb_drain_maxint) {
+               lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+               return;
+       }
+       if (interval <= mb_drain_maxint * 5)
+               purge_caches = TRUE;
+       last_drain = net_uptime();
+       /*
+        * Don't free any memory if we're using 60% or more.
+        */
+       for (mc = 0; mc < NELEM(mbuf_table); mc++) {
+               total_mem += m_total(mc) * m_maxsize(mc);
+               use_mem += m_active(mc) * m_maxsize(mc);
+       }
+       per = (use_mem * 100) / total_mem;
+       if (per >= 60) {
+               lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+               return;
+       }
+       /*
+        * Purge all the caches.  This effectively disables
+        * caching for a few seconds, but the mbuf worker thread will
+        * re-enable them again.
+        */
+       if (purge_caches == TRUE)
+               for (mc = 0; mc < NELEM(mbuf_table); mc++) {
+                       if (m_total(mc) < m_avgtotal(mc))
+                               continue;
+                       lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+                       ret = mcache_purge_cache(m_cache(mc), FALSE);
+                       lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+                       if (ret == TRUE)
+                               m_purge_cnt(mc)++;
+               }
+       /*
+        * Move the objects from the composite class freelist to
+        * the rudimentary slabs list, but keep at least 10% of the average
+        * total in the freelist.
+        */
+       for (mc = 0; mc < NELEM(mbuf_table); mc++) {
+               while (m_cobjlist(mc) &&
+                   m_total(mc) < m_avgtotal(mc) &&
+                   m_infree(mc) > 0.1 * m_avgtotal(mc) + m_minlimit(mc)) {
+                       obj = m_cobjlist(mc);
+                       m_cobjlist(mc) = obj->obj_next;
+                       obj->obj_next = NULL;
+                       num = cslab_free(mc, obj, 1);
+                       VERIFY(num == 1);
+                       m_free_cnt(mc)++;
+                       m_infree(mc)--;
+                       /* cslab_free() handles m_total */
+               }
+       }
+       /*
+        * Free the buffers present in the slab list up to 10% of the total
+        * average per class.
+        *
+        * We walk the list backwards in an attempt to reduce fragmentation.
+        */
+       for (mc = NELEM(mbuf_table) - 1; (int)mc >= 0; mc--) {
+               TAILQ_FOREACH_SAFE(sp, &m_slablist(mc), sl_link, sp_tmp) {
+                       /*
+                        * Process only unused slabs occupying memory.
+                        */
+                       if (sp->sl_refcnt != 0 || sp->sl_len == 0 ||
+                           sp->sl_base == NULL)
+                               continue;
+                       if (m_total(mc) < m_avgtotal(mc) ||
+                           m_infree(mc) < 0.1 * m_avgtotal(mc) + m_minlimit(mc))
+                               break;
+                       slab_remove(sp, mc);
+                       switch (mc) {
+                       case MC_MBUF:
+                               m_infree(mc) -= NMBPG;
+                               m_total(mc) -= NMBPG;
+                               if (mclaudit != NULL)
+                                       mcl_audit_free(sp->sl_base, NMBPG);
+                               break;
+                       case MC_CL:
+                               m_infree(mc) -= NCLPG;
+                               m_total(mc) -= NCLPG;
+                               if (mclaudit != NULL)
+                                       mcl_audit_free(sp->sl_base, NMBPG);
+                               break;
+                       case MC_BIGCL:
+                       {
+                               m_infree(mc) -= NBCLPG;
+                               m_total(mc) -= NBCLPG;
+                               if (mclaudit != NULL)
+                                       mcl_audit_free(sp->sl_base, NMBPG);
+                               break;
+                       }
+                       case MC_16KCL:
+                               m_infree(mc)--;
+                               m_total(mc)--;
+                               for (nsp = sp, k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
+                                       nsp = nsp->sl_next;
+                                       VERIFY(nsp->sl_refcnt == 0 &&
+                                           nsp->sl_base != NULL &&
+                                           nsp->sl_len == 0);
+                                       slab_init(nsp, 0, 0, NULL, NULL, 0, 0,
+                                           0);
+                                       nsp->sl_flags = 0;
+                               }
+                               if (mclaudit != NULL) {
+                                       if (sp->sl_len == PAGE_SIZE) {
+                                               mcl_audit_free(sp->sl_base,
+                                                   NMBPG);
+                                       } else {
+                                               mcl_audit_free(sp->sl_base, 1);
+                                       }
+                               }
+                               break;
+                       default:
+                               /*
+                                * The composite classes have their own
+                                * freelist (m_cobjlist), so we only
+                                * process rudimentary classes here.
+                                */
+                               VERIFY(0);
+                       }
+                       m_release_cnt(mc) += m_size(mc);
+                       released += m_size(mc);
+                       VERIFY(sp->sl_base != NULL &&
+                           sp->sl_len >= PAGE_SIZE);
+                       offset = MTOPG(sp->sl_base);
+                       /*
+                        * Make sure the IOMapper points to a valid, but
+                        * bogus, address.  This should prevent further DMA
+                        * accesses to freed memory.
+                        */
+                       IOMapperInsertPage(mcl_paddr_base, offset, scratch_pa);
+                       mcl_paddr[offset] = 0;
+                       kmem_free(mb_map, (vm_offset_t)sp->sl_base,
+                           sp->sl_len);
+                       slab_init(sp, 0, 0, NULL, NULL, 0, 0, 0);
+                       sp->sl_flags = 0;
+               }
+       }
+       mbstat.m_drain++;
+       mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+       mbstat.m_clusters = m_total(MC_CL);
+       mbstat.m_mbufs = m_total(MC_MBUF);
+       mbuf_stat_sync();
+       mbuf_mtypes_sync(TRUE);
+       lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+}
+
+static int
+m_drain_force_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
+{
+#pragma unused(arg1, arg2)
+       int val = 0, err;
+
+       err = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
+       if (err != 0 || req->newptr == USER_ADDR_NULL)
+               return (err);
+       if (val)
+               m_drain();
+
+       return (err);
+}
+
+#if DEBUG || DEVELOPMENT
+
+static int mbtest_val;
+static int mbtest_running;
+
+static void mbtest_thread(__unused void *arg)
+{
+       int i;
+
+       printf("%s thread starting\n", __func__);
+
+       for (i = 0; i < 1000; i++) {
+               unsigned int needed = 100000;
+               struct mbuf *m1, *m2, *m3;
+
+               if (njcl > 0) {
+                       needed = 100000;
+                       m3 = m_getpackets_internal(&needed, 0, M_DONTWAIT, 0, M16KCLBYTES);
+                       m_freem_list(m3);
+               }
+
+               needed = 100000;
+               m2 = m_getpackets_internal(&needed, 0, M_DONTWAIT, 0, MBIGCLBYTES);
+               m_freem_list(m2);
+
+               m1 = m_getpackets_internal(&needed, 0, M_DONTWAIT, 0, MCLBYTES);
+               m_freem_list(m1);
+       }
+
+       printf("%s thread ending\n", __func__);
+
+       OSDecrementAtomic(&mbtest_running);
+       wakeup_one((caddr_t)&mbtest_running);
+}
+
+static void sysctl_mbtest(void)
+{
+       /* We launch three threads - wait for all of them */
+       OSIncrementAtomic(&mbtest_running);
+       OSIncrementAtomic(&mbtest_running);
+       OSIncrementAtomic(&mbtest_running);
+
+       thread_call_func_delayed((thread_call_func_t)mbtest_thread, NULL, 10);
+       thread_call_func_delayed((thread_call_func_t)mbtest_thread, NULL, 10);
+       thread_call_func_delayed((thread_call_func_t)mbtest_thread, NULL, 10);
+
+       while (mbtest_running) {
+               msleep((caddr_t)&mbtest_running, NULL, PUSER, "mbtest_running", NULL);
+       }
+}
+
+static int
+mbtest SYSCTL_HANDLER_ARGS
+{
+#pragma unused(arg1, arg2)
+       int error = 0, val, oldval = mbtest_val;
+
+       val = oldval;
+       error = sysctl_handle_int(oidp, &val, 0, req);
+       if (error || !req->newptr)
+               return (error);
+
+       if (val != oldval)
+               sysctl_mbtest();
+
+       mbtest_val = val;
+
+       return (error);
+}
+#endif
+
 SYSCTL_DECL(_kern_ipc);
+#if DEBUG || DEVELOPMENT
+SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mbtest,
+    CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_LOCKED, &mbtest_val, 0, &mbtest, "I",
+    "Toggle to test mbufs");
+#endif
 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, KIPC_MBSTAT, mbstat,
-    CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
     0, 0, mbstat_sysctl, "S,mbstat", "");
 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_stat,
-    CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
     0, 0, mb_stat_sysctl, "S,mb_stat", "");
 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mleak_top_trace,
-    CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
     0, 0, mleak_top_trace_sysctl, "S,mb_top_trace", "");
 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mleak_table,
-    CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
     0, 0, mleak_table_sysctl, "S,mleak_table", "");
 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mleak_sample_factor,
     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_LOCKED, &mleak_table.mleak_sample_factor, 0, "");
@@ -7200,3 +8261,10 @@ SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_normalized,
     CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED, &mb_normalized, 0, "");
 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_watchdog,
     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_LOCKED, &mb_watchdog, 0, "");
+SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_drain_force,
+    CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RW | CTLFLAG_LOCKED, NULL, 0,
+    m_drain_force_sysctl, "I",
+    "Forces the mbuf garbage collection to run");
+SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_drain_maxint,
+    CTLFLAG_RW | CTLFLAG_LOCKED, &mb_drain_maxint, 0,
+    "Minimum time interval between garbage collection");