]> 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 1784e5f1d7a4893487fc5a9e5239221e50899622..57915610ceffa2d8566598e5312bed7c6d01bbc6 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2000-2007 Apple Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 1998-2017 Apple Inc. All rights reserved.
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  *
 #include <sys/protosw.h>
 #include <sys/domain.h>
 #include <sys/queue.h>
+#include <sys/proc.h>
+
+#include <dev/random/randomdev.h>
 
 #include <kern/kern_types.h>
 #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>
 
 #include <libkern/OSAtomic.h>
+#include <libkern/OSDebug.h>
 #include <libkern/libkern.h>
 
 #include <IOKit/IOMapper.h>
 #endif /* MAC_NET */
 
 #include <sys/mcache.h>
+#include <net/ntstat.h>
 
 /*
  * MBUF IMPLEMENTATION NOTES.
  *     preserve the contents of the objects during its transactions.
  *
  * MC_BIGCL:
- *     This is a cache of rudimentary objects of NBPG in size; each
+ *     This is a cache of rudimentary objects of MBIGCLBYTES in size; each
  *     object represents a mbigcluster structure.  This cache does not
  *     preserve the contents of the objects during its transaction.
  *
  *                     |                               |
  *                     v                               |
  *                 [freelist] ----------->>------------+
- *      (objects never get purged to VM)
+ *      (objects get purged to VM only on demand)
  *
  * b. Composite object:
  *
  * Debugging can be enabled by adding "mbuf_debug=0x3" to boot-args; this
  * translates to the mcache flags (MCF_VERIFY | MCF_AUDIT).  Additionally,
  * the CPU layer cache can be disabled by setting the MCF_NOCPUCACHE flag,
- * i.e. modify the boot argument parameter to "mbuf_debug=0x13".  Note
- * that debugging consumes more CPU and memory.
+ * i.e. modify the boot argument parameter to "mbuf_debug=0x13".  Leak
+ * detection may also be disabled by setting the MCF_NOLEAKLOG flag, e.g.
+ * "mbuf_debug=0x113".  Note that debugging consumes more CPU and memory.
  *
  * Each object is associated with exactly one mcache_audit_t structure that
  * contains the information related to its last buffer transaction.  Given
  *     | mbuf addr  |                  | mclaudit[i] |
  *     +------------+                  +=============+
  *           |                         | cl_audit[0] |
- *     i = MTOCL(addr)                 +-------------+
+ *     i = MTOBG(addr)                 +-------------+
  *           |                 +-----> | cl_audit[1] | -----> mcache_audit_t
- *     b = CLTOM(i)            |       +-------------+
+ *     b = BGTOM(i)            |       +-------------+
  *           |                 |       |     ...     |
  *     x = MCLIDX(b, addr)     |       +-------------+
  *           |                 |       | cl_audit[7] |
  *              (e.g. x == 1)
  *
  * The mclaudit[] array is allocated at initialization time, but its contents
- * get populated when the corresponding cluster is created.  Because a cluster
- * can be turned into NMBPCL number of mbufs, we preserve enough space for the
- * mbufs so that there is a 1-to-1 mapping between them.  A cluster that never
+ * get populated when the corresponding cluster is created.  Because a page
+ * 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 big clusters, only one entry is allocated
- * and used for the entire cluster pair.
+ * remaining entries unused.  For 16KB cluster, only one entry from the first
+ * page is allocated and used for the entire object.
  */
 
 /* TODO: should be in header file */
 /* kernel translater */
-extern vm_offset_t kmem_mb_alloc(vm_map_t, 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 */
-static lck_mtx_t *mbuf_mlock;
+decl_lck_mtx_data(static, mbuf_mlock_data);
+static lck_mtx_t *mbuf_mlock = &mbuf_mlock_data;
 static lck_attr_t *mbuf_mlock_attr;
 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 16K cluster creation requests */
 static int ncpu;               /* number of CPUs */
-static int *mcl_paddr;         /* Array of cluster physical addresses */
+static ppnum_t *mcl_paddr;     /* Array of cluster physical addresses */
+static ppnum_t mcl_pages;      /* Size of array (# physical pages) */
 static ppnum_t mcl_paddr_base; /* Handle returned by IOMapper::iovmAlloc() */
 static mcache_t *ref_cache;    /* Cache of cluster reference & flags */
 static mcache_t *mcl_audit_con_cache; /* Audit contents cache */
 static unsigned int mbuf_debug;        /* patchable mbuf mcache flags */
 static unsigned int mb_normalized; /* number of packets "normalized" */
 
+#define        MB_GROWTH_AGGRESSIVE    1       /* Threshold: 1/2 of total */
+#define        MB_GROWTH_NORMAL        2       /* Threshold: 3/4 of total */
+
 typedef enum {
        MC_MBUF = 0,    /* Regular mbuf */
        MC_CL,          /* Cluster */
-       MC_BIGCL,       /* Large (4K) cluster */
-       MC_16KCL,       /* Jumbo (16K) cluster */
+       MC_BIGCL,       /* Large (4KB) cluster */
+       MC_16KCL,       /* Jumbo (16KB) cluster */
        MC_MBUF_CL,     /* mbuf + cluster */
-       MC_MBUF_BIGCL,  /* mbuf + large (4K) cluster */
-       MC_MBUF_16KCL   /* mbuf + jumbo (16K) cluster */
+       MC_MBUF_BIGCL,  /* mbuf + large (4KB) cluster */
+       MC_MBUF_16KCL   /* mbuf + jumbo (16KB) cluster */
 } mbuf_class_t;
 
 #define        MBUF_CLASS_MIN          MC_MBUF
@@ -365,6 +401,8 @@ typedef enum {
  * a cluster's size.  In this case, only the slab of the first cluster is
  * used.  The rest of the slabs are marked with SLF_PARTIAL to indicate
  * that they are part of the larger slab.
+ *
+ * Each slab controls a page of memory.
  */
 typedef struct mcl_slab {
        struct mcl_slab *sl_next;       /* neighboring slab */
@@ -388,39 +426,59 @@ typedef struct mcl_slab {
  * whenever a new piece of memory mapped in from the VM crosses the 1MB
  * boundary.
  */
-#define        MBSHIFT         20                              /* 1MB */
-#define        NSLABSPMB       ((1 << MBSHIFT) >> MCLSHIFT)    /* 512 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 >> PAGE_SHIFT)
+
 /*
  * Per-cluster audit structure.
  */
 typedef struct {
-       mcache_audit_t  *cl_audit[NMBPCL];      /* array of audits */
+       mcache_audit_t  **cl_audit;     /* array of audits */
 } mcl_audit_t;
 
-#if CONFIG_MBUF_NOEXPAND
-static unsigned int maxmbufcl;
-#endif /* CONFIG_MBUF_NOEXPAND */
+typedef struct {
+       struct thread   *msa_thread;    /* thread doing transaction */
+       struct thread   *msa_pthread;   /* previous transaction thread */
+       uint32_t        msa_tstamp;     /* transaction timestamp (ms) */
+       uint32_t        msa_ptstamp;    /* prev transaction timestamp (ms) */
+       uint16_t        msa_depth;      /* pc stack depth */
+       uint16_t        msa_pdepth;     /* previous transaction pc stack */
+       void            *msa_stack[MCACHE_STACK_DEPTH];
+       void            *msa_pstack[MCACHE_STACK_DEPTH];
+} mcl_scratch_audit_t;
 
-/*
- * Size of data from the beginning of an mbuf that covers m_hdr, pkthdr
- * and m_ext structures.  If auditing is enabled, we allocate a shadow
- * mbuf structure of this size inside each audit structure, and the
- * contents of the real mbuf gets copied into it when the mbuf is freed.
- * This allows us to pattern-fill the mbuf for integrity check, and to
- * preserve any constructed mbuf fields (e.g. mbuf + cluster cache case).
- * Note that we don't save the contents of clusters when they are freed;
- * we simply pattern-fill them.
- */
-#if defined(__LP64__)
-#define        AUDIT_CONTENTS_SIZE     160
-#else
-#define        AUDIT_CONTENTS_SIZE     80
-#endif /* __LP64__ */
+typedef struct {
+       /*
+        * Size of data from the beginning of an mbuf that covers m_hdr,
+        * pkthdr and m_ext structures.  If auditing is enabled, we allocate
+        * a shadow mbuf structure of this size inside each audit structure,
+        * and the contents of the real mbuf gets copied into it when the mbuf
+        * is freed.  This allows us to pattern-fill the mbuf for integrity
+        * check, and to preserve any constructed mbuf fields (e.g. mbuf +
+        * cluster cache case).  Note that we don't save the contents of
+        * clusters when they are freed; we simply pattern-fill them.
+        */
+       u_int8_t                sc_mbuf[(MSIZE - _MHLEN) + sizeof (_m_ext_t)];
+       mcl_scratch_audit_t     sc_scratch __attribute__((aligned(8)));
+} mcl_saved_contents_t;
+
+#define        AUDIT_CONTENTS_SIZE     (sizeof (mcl_saved_contents_t))
+
+#define        MCA_SAVED_MBUF_PTR(_mca)                                        \
+       ((struct mbuf *)(void *)((mcl_saved_contents_t *)               \
+       (_mca)->mca_contents)->sc_mbuf)
+#define        MCA_SAVED_MBUF_SIZE                                             \
+       (sizeof (((mcl_saved_contents_t *)0)->sc_mbuf))
+#define        MCA_SAVED_SCRATCH_PTR(_mca)                                     \
+       (&((mcl_saved_contents_t *)(_mca)->mca_contents)->sc_scratch)
 
 /*
  * mbuf specific mcache audit flags
@@ -433,6 +491,7 @@ static unsigned int maxmbufcl;
  * Each of the following two arrays hold up to nmbclusters elements.
  */
 static mcl_audit_t *mclaudit;  /* array of cluster audit information */
+static unsigned int maxclaudit;        /* max # of entries in audit table */
 static mcl_slabg_t **slabstbl; /* cluster slabs table */
 static unsigned int maxslabgrp;        /* max # of entries in slabs table */
 static unsigned int slabgrp;   /* # of entries in slabs table */
@@ -441,15 +500,96 @@ 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 mcluster *mbutl;         /* first mapped cluster address */
-union mcluster *embutl;                /* ending virtual address of mclusters */
-int max_linkhdr;               /* largest link-level header */
-int max_protohdr;              /* largest protocol header */
+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 */
 int max_datalen;               /* MHLEN - max_hdr */
 
-/* TODO: should be in header file */
-int do_reclaim = 0;
+static boolean_t mclverify;    /* debug: pattern-checking */
+static boolean_t mcltrace;     /* debug: stack tracing */
+static boolean_t mclfindleak;  /* debug: leak detection */
+static boolean_t mclexpleak;   /* debug: expose leak info to user space */
+
+static struct timeval mb_start;        /* beginning of time */
+
+/* mbuf leak detection variables */
+static struct mleak_table mleak_table;
+static mleak_stat_t *mleak_stat;
+
+#define        MLEAK_STAT_SIZE(n) \
+       __builtin_offsetof(mleak_stat_t, ml_trace[n])
+
+struct mallocation {
+       mcache_obj_t *element;  /* the alloc'ed element, NULL if unused */
+       u_int32_t trace_index;  /* mtrace index for corresponding backtrace */
+       u_int32_t count;        /* How many objects were requested */
+       u_int64_t hitcount;     /* for determining hash effectiveness */
+};
+
+struct mtrace {
+       u_int64_t       collisions;
+       u_int64_t       hitcount;
+       u_int64_t       allocs;
+       u_int64_t       depth;
+       uintptr_t       addr[MLEAK_STACK_DEPTH];
+};
+
+/* Size must be a power of two for the zhash to be able to just mask off bits */
+#define        MLEAK_ALLOCATION_MAP_NUM        512
+#define        MLEAK_TRACE_MAP_NUM             256
+
+/*
+ * Sample factor for how often to record a trace.  This is overwritable
+ * by the boot-arg mleak_sample_factor.
+ */
+#define        MLEAK_SAMPLE_FACTOR             500
+
+/*
+ * Number of top leakers recorded.
+ */
+#define        MLEAK_NUM_TRACES                5
+
+#define        MB_LEAK_SPACING_64 "                    "
+#define MB_LEAK_SPACING_32 "            "
+
+
+#define        MB_LEAK_HDR_32  "\n\
+    trace [1]   trace [2]   trace [3]   trace [4]   trace [5]  \n\
+    ----------  ----------  ----------  ----------  ---------- \n\
+"
+
+#define        MB_LEAK_HDR_64  "\n\
+    trace [1]           trace [2]           trace [3]       \
+        trace [4]           trace [5]      \n\
+    ------------------  ------------------  ------------------  \
+    ------------------  ------------------ \n\
+"
+
+static uint32_t mleak_alloc_buckets = MLEAK_ALLOCATION_MAP_NUM;
+static uint32_t mleak_trace_buckets = MLEAK_TRACE_MAP_NUM;
+
+/* Hashmaps of allocations and their corresponding traces */
+static struct mallocation *mleak_allocations;
+static struct mtrace *mleak_traces;
+static struct mtrace *mleak_top_trace[MLEAK_NUM_TRACES];
+
+/* Lock to protect mleak tables from concurrent modification */
+decl_lck_mtx_data(static, mleak_lock_data);
+static lck_mtx_t *mleak_lock = &mleak_lock_data;
+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. */
 #define        MINCL           32
@@ -457,7 +597,6 @@ int do_reclaim = 0;
 #define        MIN16KCL        (MINCL >> 2)
 
 /* Low watermarks (only map in pages once free counts go below) */
-#define        MCL_LOWAT       MINCL
 #define        MBIGCL_LOWAT    MINBIGCL
 #define        M16KCL_LOWAT    MIN16KCL
 
@@ -471,6 +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
@@ -481,6 +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
@@ -493,19 +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
@@ -514,26 +661,66 @@ 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]))
 
 static void *mb_waitchan = &mbuf_table;        /* wait channel for all caches */
-static int mb_waiters;                 /* number of sleepers */
+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      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;
+static void m_redzone_init(struct mbuf *);
+static void m_redzone_verify(struct mbuf *m);
 
 /* The following are used to serialize m_clalloc() */
 static boolean_t mb_clalloc_busy;
 static void *mb_clalloc_waitchan = &mb_clalloc_busy;
 static int mb_clalloc_waiters;
 
+static void mbuf_mtypes_sync(boolean_t);
 static int mbstat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS;
+static void mbuf_stat_sync(void);
 static int mb_stat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS;
+static int mleak_top_trace_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS;
+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);
@@ -551,24 +738,35 @@ static unsigned int mbuf_cslab_alloc(void *, mcache_obj_t ***,
 static void mbuf_cslab_free(void *, mcache_obj_t *, int);
 static void mbuf_cslab_audit(void *, mcache_obj_t *, boolean_t);
 static int freelist_populate(mbuf_class_t, unsigned int, int);
+static void freelist_init(mbuf_class_t);
 static boolean_t mbuf_cached_above(mbuf_class_t, int);
 static boolean_t mbuf_steal(mbuf_class_t, unsigned int);
 static void m_reclaim(mbuf_class_t, unsigned int, boolean_t);
 static int m_howmany(int, size_t);
 static void mbuf_worker_thread(void);
+static void mbuf_watchdog(void);
 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,
     boolean_t);
 static void mcl_audit_restore_mbuf(struct mbuf *, mcache_audit_t *, boolean_t);
 static void mcl_audit_save_mbuf(struct mbuf *, mcache_audit_t *);
+static void mcl_audit_scratch(mcache_audit_t *);
 static void mcl_audit_mcheck_panic(struct mbuf *);
 static void mcl_audit_verify_nextptr(void *, mcache_audit_t *);
 
+static void mleak_activate(void);
+static void mleak_logger(u_int32_t, mcache_obj_t *, boolean_t);
+static boolean_t mleak_log(uintptr_t *, mcache_obj_t *, uint32_t, int);
+static void mleak_free(mcache_obj_t *);
+static void mleak_sort_traces(void);
+static void mleak_update_stats(void);
+
 static mcl_slab_t *slab_get(void *);
 static void slab_init(mcl_slab_t *, mbuf_class_t, u_int32_t,
     void *, void *, unsigned int, int, int);
@@ -579,6 +777,17 @@ static void slab_nextptr_panic(mcl_slab_t *, void *);
 static void slab_detach(mcl_slab_t *);
 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 */
+#define        M_COPYBACK0_PRESERVE    0x0002  /* preserve original data */
+#define        M_COPYBACK0_COW         0x0004  /* do copy-on-write */
+#define        M_COPYBACK0_EXTEND      0x0008  /* extend chain */
+
 /*
  * This flag is set for all mbufs that come out of and into the composite
  * mbuf + cluster caches, i.e. MC_MBUF_CL and MC_MBUF_BIGCL.  mbufs that
@@ -592,17 +801,49 @@ static boolean_t slab_is_detached(mcl_slab_t *);
  */
 #define        EXTF_COMPOSITE  0x1
 
-#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_COMPOSITE))
+/*
+ * This flag indicates that the external cluster is read-only, i.e. it is
+ * or was referred to by more than one mbufs.  Once set, this flag is never
+ * cleared.
+ */
+#define        EXTF_READONLY   0x2
+/*
+ * 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);                 \
@@ -612,7 +853,8 @@ static boolean_t slab_is_detached(mcl_slab_t *);
 }
 
 #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))                                         \
@@ -625,19 +867,45 @@ static boolean_t slab_is_detached(mcl_slab_t *);
 #define        MTOD(m, t)      ((t)((m)->m_data))
 
 /*
- * Macros to obtain cluster index and base cluster address.
+ * Macros to obtain page index given a base cluster address
+ */
+#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        MBPAGEIDX(c, m) \
+       (((unsigned char *)(m) - (unsigned char *)(c)) >> MSIZESHIFT)
+
+/*
+ * Same thing for 2KB cluster index.
  */
-#define        MTOCL(x)        (((char *)(x) - (char *)mbutl) >> MCLSHIFT)
-#define        CLTOM(x)        ((union mcluster *)(mbutl + (x)))
+#define        CLPAGEIDX(c, m) \
+       (((unsigned char *)(m) - (unsigned char *)(c)) >> MCLSHIFT)
 
 /*
- * Macro to find the mbuf index relative to the cluster base.
+ * Macro to find 4KB cluster index relative to a base
  */
-#define        MCLIDX(c, m)    (((char *)(m) - (char *)(c)) >> 8)
+#define BCLPAGEIDX(c, m) \
+       (((unsigned char *)(m) - (unsigned char *)(c)) >> MBIGCLSHIFT)
 
 /*
  * Macros used during mbuf and cluster initialization.
  */
+#define        MBUF_INIT_PKTHDR(m) {                                           \
+       (m)->m_pkthdr.rcvif = NULL;                                     \
+       (m)->m_pkthdr.pkt_hdr = NULL;                                   \
+       (m)->m_pkthdr.len = 0;                                          \
+       (m)->m_pkthdr.csum_flags = 0;                                   \
+       (m)->m_pkthdr.csum_data = 0;                                    \
+       (m)->m_pkthdr.vlan_tag = 0;                                     \
+       m_classifier_init(m, 0);                                        \
+       m_tag_init(m, 1);                                               \
+       m_scratch_init(m);                                              \
+       m_redzone_init(m);                                              \
+}
+
 #define        MBUF_INIT(m, pkthdr, type) {                                    \
        _MCHECK(m);                                                     \
        (m)->m_next = (m)->m_nextpkt = NULL;                            \
@@ -649,39 +917,35 @@ static boolean_t slab_is_detached(mcl_slab_t *);
        } else {                                                        \
                (m)->m_data = (m)->m_pktdat;                            \
                (m)->m_flags = M_PKTHDR;                                \
-               (m)->m_pkthdr.rcvif = NULL;                             \
-               (m)->m_pkthdr.len = 0;                                  \
-               (m)->m_pkthdr.header = NULL;                            \
-               (m)->m_pkthdr.csum_flags = 0;                           \
-               (m)->m_pkthdr.csum_data = 0;                            \
-               (m)->m_pkthdr.reserved0 = NULL;                         \
-               (m)->m_pkthdr.vlan_tag = 0;                             \
-               (m)->m_pkthdr.socket_id = 0;                            \
-               m_tag_init(m);                                          \
+               MBUF_INIT_PKTHDR(m);                                    \
        }                                                               \
 }
 
-#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
@@ -695,9 +959,12 @@ static boolean_t slab_is_detached(mcl_slab_t *);
  * that allows for a more accurate view of the state of the allocator.
  */
 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]))
 
 /*
  * The legacy structure holding all of the mbuf allocation statistics.
@@ -728,7 +995,7 @@ struct mbstat mbstat;
  */
 typedef struct {
        unsigned int    cpu_mtypes[MT_MAX];
-} __attribute__((aligned(CPU_CACHE_SIZE), packed)) mtypes_cpu_t;
+} __attribute__((aligned(MAX_CPU_CACHE_LINE_SIZE), packed)) mtypes_cpu_t;
 
 typedef struct {
        mtypes_cpu_t    mbs_cpu[1];
@@ -740,17 +1007,14 @@ static mbuf_mtypes_t *mbuf_mtypes;       /* per-CPU statistics */
        ((size_t)(&((mbuf_mtypes_t *)0)->mbs_cpu[n]))
 
 #define        MTYPES_CPU(p) \
-       ((mtypes_cpu_t *)((char *)(p) + MBUF_MTYPES_SIZE(cpu_number())))
-
-/* This should be in a header file */
-#define        atomic_add_32(a, n)     ((void) OSAddAtomic(n, (volatile SInt32 *)a))
+       ((mtypes_cpu_t *)(void *)((char *)(p) + MBUF_MTYPES_SIZE(cpu_number())))
 
 #define        mtype_stat_add(type, n) {                                       \
        if ((unsigned)(type) < MT_MAX) {                                \
                mtypes_cpu_t *mbs = MTYPES_CPU(mbuf_mtypes);            \
                atomic_add_32(&mbs->cpu_mtypes[type], n);               \
-       } else if ((unsigned)(type) < MBSTAT_MTYPES_MAX) {              \
-               atomic_add_32(&mbstat.m_mtypes[type], n);               \
+       } else if ((unsigned)(type) < (unsigned)MBSTAT_MTYPES_MAX) {    \
+               atomic_add_16((int16_t *)&mbstat.m_mtypes[type], n);    \
        }                                                               \
 }
 
@@ -758,13 +1022,15 @@ static mbuf_mtypes_t *mbuf_mtypes;       /* per-CPU statistics */
 #define        mtype_stat_inc(t)       mtype_stat_add(t, 1)
 #define        mtype_stat_dec(t)       mtype_stat_sub(t, 1)
 
-static int
-mbstat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
+static void
+mbuf_mtypes_sync(boolean_t locked)
 {
-#pragma unused(oidp, arg1, arg2)
        int m, n;
        mtypes_cpu_t mtc;
 
+       if (locked)
+               LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+
        bzero(&mtc, sizeof (mtc));
        for (m = 0; m < ncpu; m++) {
                mtypes_cpu_t *scp = &mbuf_mtypes->mbs_cpu[m];
@@ -776,24 +1042,33 @@ mbstat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
                for (n = 0; n < MT_MAX; n++)
                        mtc.cpu_mtypes[n] += temp.cpu_mtypes[n];
        }
-       lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+       if (!locked)
+               lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
        for (n = 0; n < MT_MAX; n++)
                mbstat.m_mtypes[n] = mtc.cpu_mtypes[n];
-       lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
-
-       return (SYSCTL_OUT(req, &mbstat, sizeof (mbstat)));
+       if (!locked)
+               lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
 }
 
 static int
-mb_stat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
+mbstat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
 {
 #pragma unused(oidp, arg1, arg2)
-       mcache_t *cp;
-       mcache_cpu_t *ccp;
+       mbuf_mtypes_sync(FALSE);
+
+       return (SYSCTL_OUT(req, &mbstat, sizeof (mbstat)));
+}
+
+static void
+mbuf_stat_sync(void)
+{
        mb_class_stat_t *sp;
+       mcache_cpu_t *ccp;
+       mcache_t *cp;
        int k, m, bktsize;
 
-       lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+
        for (k = 0; k < NELEM(mbuf_table); k++) {
                cp = m_cache(k);
                ccp = &cp->mc_cpu[0];
@@ -835,9 +1110,8 @@ mb_stat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
                        break;
 
                case MC_CL:
-                       /* Deduct clusters used in composite cache and mbufs */
-                       sp->mbcl_ctotal -= (m_total(MC_MBUF_CL) +
-                           (P2ROUNDUP(m_total(MC_MBUF), NMBPCL)/NMBPCL));
+                       /* Deduct clusters used in composite cache */
+                       sp->mbcl_ctotal -= m_total(MC_MBUF_CL);
                        break;
 
                case MC_BIGCL:
@@ -854,35 +1128,125 @@ mb_stat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
                        break;
                }
        }
+}
+
+static int
+mb_stat_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
+{
+#pragma unused(oidp, arg1, arg2)
+       void *statp;
+       int k, statsz, proc64 = proc_is64bit(req->p);
+
+       lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+       mbuf_stat_sync();
+
+       if (!proc64) {
+               struct omb_class_stat *oc;
+               struct mb_class_stat *c;
+
+               omb_stat->mbs_cnt = mb_stat->mbs_cnt;
+               oc = &omb_stat->mbs_class[0];
+               c = &mb_stat->mbs_class[0];
+               for (k = 0; k < omb_stat->mbs_cnt; k++, oc++, c++) {
+                       (void) snprintf(oc->mbcl_cname, sizeof (oc->mbcl_cname),
+                           "%s", c->mbcl_cname);
+                       oc->mbcl_size = c->mbcl_size;
+                       oc->mbcl_total = c->mbcl_total;
+                       oc->mbcl_active = c->mbcl_active;
+                       oc->mbcl_infree = c->mbcl_infree;
+                       oc->mbcl_slab_cnt = c->mbcl_slab_cnt;
+                       oc->mbcl_alloc_cnt = c->mbcl_alloc_cnt;
+                       oc->mbcl_free_cnt = c->mbcl_free_cnt;
+                       oc->mbcl_notified = c->mbcl_notified;
+                       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;
+                       oc->mbcl_mc_wretry_cnt = c->mbcl_mc_wretry_cnt;
+                       oc->mbcl_mc_nwretry_cnt = c->mbcl_mc_nwretry_cnt;
+               }
+               statp = omb_stat;
+               statsz = OMB_STAT_SIZE(NELEM(mbuf_table));
+       } else {
+               statp = mb_stat;
+               statsz = MB_STAT_SIZE(NELEM(mbuf_table));
+       }
+
        lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
 
-       return (SYSCTL_OUT(req, mb_stat, MB_STAT_SIZE(NELEM(mbuf_table))));
+       return (SYSCTL_OUT(req, statp, statsz));
+}
+
+static int
+mleak_top_trace_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
+{
+#pragma unused(oidp, arg1, arg2)
+       int i;
+
+       /* Ensure leak tracing turned on */
+       if (!mclfindleak || !mclexpleak)
+               return (ENXIO);
+
+       lck_mtx_lock(mleak_lock);
+       mleak_update_stats();
+       i = SYSCTL_OUT(req, mleak_stat, MLEAK_STAT_SIZE(MLEAK_NUM_TRACES));
+       lck_mtx_unlock(mleak_lock);
+
+       return (i);
+}
+
+static int
+mleak_table_sysctl SYSCTL_HANDLER_ARGS
+{
+#pragma unused(oidp, arg1, arg2)
+       int i = 0;
+
+       /* Ensure leak tracing turned on */
+       if (!mclfindleak || !mclexpleak)
+               return (ENXIO);
+
+       lck_mtx_lock(mleak_lock);
+       i = SYSCTL_OUT(req, &mleak_table, sizeof (mleak_table));
+       lck_mtx_unlock(mleak_lock);
+
+       return (i);
 }
 
 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 the
+        * minimum, to simplify code calling m_mclhasreference().
+        */
+       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);
 }
@@ -890,7 +1254,12 @@ m_decref(struct mbuf *m)
 static void
 mbuf_table_init(void)
 {
-       int m;
+       unsigned int b, c, s;
+       int m, config_mbuf_jumbo = 0;
+
+       MALLOC(omb_stat, struct omb_stat *, OMB_STAT_SIZE(NELEM(mbuf_table)),
+           M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
+       VERIFY(omb_stat != NULL);
 
        MALLOC(mb_stat, mb_stat_t *, MB_STAT_SIZE(NELEM(mbuf_table)),
            M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
@@ -901,75 +1270,93 @@ 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 is going to be split in 2 to hold both the 2K
-        * and the 4K pools, so make sure each half is even.
+        * nclusters holds both the 2KB and 4KB pools, so ensure it's
+        * a multiple of 4KB clusters.
         */
-       nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, 4);
+       nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, NCLPG);
        if (njcl > 0) {
                /*
-                * Each jumbo cluster takes 8 2K clusters, so make
-                * sure that the pool size is evenly divisible by 8.
+                * 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);
 
-#if CONFIG_MBUF_NOEXPAND
-       /* Only use 4k clusters if we're setting aside more than 256k */
-       if (nmbclusters <= 128) {
-               maxmbufcl = nmbclusters / 4;
-       } else {
-               /* Half to big clusters, half to small */
-               maxmbufcl = (nmbclusters / 4) * 3;
+               /* Update nclusters with rounded down value of njcl */
+               nclusters = P2ROUNDDOWN(nmbclusters - njcl, NCLPG);
        }
-#endif /* CONFIG_MBUF_NOEXPAND */
 
        /*
-        * 1/2 of the map is reserved for 2K clusters.  Out of this, 1/16th
-        * of the total number of 2K clusters allocated is reserved and cannot
-        * be turned into mbufs.  It can only be used for pure cluster objects.
+        * 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       |
+        *  +---+---+------------ ... -----------+------- ... -------+
+        *
+        * 1/32th of the shared region is reserved for pure 2KB and 4KB
+        * clusters (1/64th each.)
+        */
+       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 */
+
+       /*
+        * 1/64th (c) is reserved for 2KB clusters.
         */
-       m_minlimit(MC_CL) = (nclusters >> 5);
-       m_maxlimit(MC_CL) = (nclusters >> 1);
+       m_minlimit(MC_CL) = c;
+       m_maxlimit(MC_CL) = s + c;                      /* in 2KB unit */
        m_maxsize(MC_CL) = m_size(MC_CL) = MCLBYTES;
        (void) snprintf(m_cname(MC_CL), MAX_MBUF_CNAME, "cl");
 
        /*
-        * The remaining (15/16th) can be turned into mbufs.
+        * Another 1/64th (b) of the map is reserved for 4KB clusters.
+        * It cannot be turned into 2KB clusters or mbufs.
         */
-       m_minlimit(MC_MBUF) = 0;
-       m_maxlimit(MC_MBUF) = (m_maxlimit(MC_CL) - m_minlimit(MC_CL)) * NMBPCL;
-       m_maxsize(MC_MBUF) = m_size(MC_MBUF) = MSIZE;
-       (void) snprintf(m_cname(MC_MBUF), MAX_MBUF_CNAME, "mbuf");
+       m_minlimit(MC_BIGCL) = b;
+       m_maxlimit(MC_BIGCL) = (s >> NCLPBGSHIFT) + b;  /* in 4KB unit */
+       m_maxsize(MC_BIGCL) = m_size(MC_BIGCL) = MBIGCLBYTES;
+       (void) snprintf(m_cname(MC_BIGCL), MAX_MBUF_CNAME, "bigcl");
 
        /*
-        * The other 1/2 of the map is reserved for 4K clusters.
+        * The remaining 31/32ths (s) are all-purpose (mbufs, 2KB, or 4KB)
         */
-       m_minlimit(MC_BIGCL) = 0;
-       m_maxlimit(MC_BIGCL) = m_maxlimit(MC_CL) >> 1;
-       m_maxsize(MC_BIGCL) = m_size(MC_BIGCL) = NBPG;
-       (void) snprintf(m_cname(MC_BIGCL), MAX_MBUF_CNAME, "bigcl");
+       m_minlimit(MC_MBUF) = 0;
+       m_maxlimit(MC_MBUF) = (s << NMBPCLSHIFT);       /* in mbuf unit */
+       m_maxsize(MC_MBUF) = m_size(MC_MBUF) = MSIZE;
+       (void) snprintf(m_cname(MC_MBUF), MAX_MBUF_CNAME, "mbuf");
 
        /*
         * Set limits for the composite classes.
         */
        m_minlimit(MC_MBUF_CL) = 0;
-       m_maxlimit(MC_MBUF_CL) = m_maxlimit(MC_CL) - m_minlimit(MC_CL);
+       m_maxlimit(MC_MBUF_CL) = m_maxlimit(MC_CL);
        m_maxsize(MC_MBUF_CL) = MCLBYTES;
        m_size(MC_MBUF_CL) = m_size(MC_MBUF) + m_size(MC_CL);
        (void) snprintf(m_cname(MC_MBUF_CL), MAX_MBUF_CNAME, "mbuf_cl");
 
        m_minlimit(MC_MBUF_BIGCL) = 0;
        m_maxlimit(MC_MBUF_BIGCL) = m_maxlimit(MC_BIGCL);
-       m_maxsize(MC_MBUF_BIGCL) = NBPG;
+       m_maxsize(MC_MBUF_BIGCL) = MBIGCLBYTES;
        m_size(MC_MBUF_BIGCL) = m_size(MC_MBUF) + m_size(MC_BIGCL);
        (void) snprintf(m_cname(MC_MBUF_BIGCL), MAX_MBUF_CNAME, "mbuf_bigcl");
 
@@ -977,7 +1364,7 @@ mbuf_table_init(void)
         * And for jumbo classes.
         */
        m_minlimit(MC_16KCL) = 0;
-       m_maxlimit(MC_16KCL) = (njcl >> 3);
+       m_maxlimit(MC_16KCL) = (njcl >> NCLPJCLSHIFT);  /* in 16KB unit */
        m_maxsize(MC_16KCL) = m_size(MC_16KCL) = M16KCLBYTES;
        (void) snprintf(m_cname(MC_16KCL), MAX_MBUF_CNAME, "16kcl");
 
@@ -999,17 +1386,158 @@ mbuf_table_init(void)
        mbstat.m_bigmclbytes = m_maxsize(MC_BIGCL);
 }
 
+#if defined(__LP64__)
+typedef struct ncl_tbl {
+       uint64_t nt_maxmem;     /* memory (sane) size */
+       uint32_t nt_mbpool;     /* mbuf pool size */
+} ncl_tbl_t;
+
+/* Non-server */
+static ncl_tbl_t ncl_table[] = {
+       { (1ULL << GBSHIFT)       /*  1 GB */,  (64 << MBSHIFT)  /*  64 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 3)) /*  8 GB */,  (96 << MBSHIFT)  /*  96 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 4)) /* 16 GB */,  (128 << MBSHIFT) /* 128 MB */ },
+       { 0, 0 }
+};
+
+/* Server */
+static ncl_tbl_t ncl_table_srv[] = {
+       { (1ULL << GBSHIFT)       /*  1 GB */,  (96 << MBSHIFT)  /*  96 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 2)) /*  4 GB */,  (128 << MBSHIFT) /* 128 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 3)) /*  8 GB */,  (160 << MBSHIFT) /* 160 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 4)) /* 16 GB */,  (192 << MBSHIFT) /* 192 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 5)) /* 32 GB */,  (256 << MBSHIFT) /* 256 MB */ },
+       { (1ULL << (GBSHIFT + 6)) /* 64 GB */,  (384 << MBSHIFT) /* 384 MB */ },
+       { 0, 0 }
+};
+#endif /* __LP64__ */
+
+__private_extern__ unsigned int
+mbuf_default_ncl(int server, uint64_t mem)
+{
+#if !defined(__LP64__)
+#pragma unused(server)
+       unsigned int n;
+       /*
+        * 32-bit kernel (default to 64MB of mbuf pool for >= 1GB RAM).
+        */
+       if ((n = ((mem / 16) / MCLBYTES)) > 32768)
+               n = 32768;
+#else
+       unsigned int n, i;
+       ncl_tbl_t *tbl = (server ? ncl_table_srv : ncl_table);
+       /*
+        * 64-bit kernel (mbuf pool size based on table).
+        */
+       n = tbl[0].nt_mbpool;
+       for (i = 0; tbl[i].nt_mbpool != 0; i++) {
+               if (mem < tbl[i].nt_maxmem)
+                       break;
+               n = tbl[i].nt_mbpool;
+       }
+       n >>= MCLSHIFT;
+#endif /* !__LP64__ */
+       return (n);
+}
+
 __private_extern__ void
 mbinit(void)
 {
        unsigned int m;
-       int initmcl = MINCL;
-       int mcl_pages;
+       unsigned int initmcl = 0;
        void *buf;
+       thread_t thread = THREAD_NULL;
+
+       microuptime(&mb_start);
+
+       /*
+        * These MBUF_ values must be equal to their private counterparts.
+        */
+       _CASSERT(MBUF_EXT == M_EXT);
+       _CASSERT(MBUF_PKTHDR == M_PKTHDR);
+       _CASSERT(MBUF_EOR == M_EOR);
+       _CASSERT(MBUF_LOOP == M_LOOP);
+       _CASSERT(MBUF_BCAST == M_BCAST);
+       _CASSERT(MBUF_MCAST == M_MCAST);
+       _CASSERT(MBUF_FRAG == M_FRAG);
+       _CASSERT(MBUF_FIRSTFRAG == M_FIRSTFRAG);
+       _CASSERT(MBUF_LASTFRAG == M_LASTFRAG);
+       _CASSERT(MBUF_PROMISC == M_PROMISC);
+       _CASSERT(MBUF_HASFCS == M_HASFCS);
+
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_FREE == MT_FREE);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_DATA == MT_DATA);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_HEADER == MT_HEADER);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_SOCKET == MT_SOCKET);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_PCB == MT_PCB);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_RTABLE == MT_RTABLE);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_HTABLE == MT_HTABLE);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_ATABLE == MT_ATABLE);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_SONAME == MT_SONAME);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_SOOPTS == MT_SOOPTS);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_FTABLE == MT_FTABLE);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_RIGHTS == MT_RIGHTS);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_IFADDR == MT_IFADDR);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_CONTROL == MT_CONTROL);
+       _CASSERT(MBUF_TYPE_OOBDATA == MT_OOBDATA);
+
+       _CASSERT(MBUF_TSO_IPV4 == CSUM_TSO_IPV4);
+       _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);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_TCPIPV6 == CSUM_TCPIPV6);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_REQ_UDPIPV6 == CSUM_UDPIPV6);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_DID_IP == CSUM_IP_CHECKED);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_IP_GOOD == CSUM_IP_VALID);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_DID_DATA == CSUM_DATA_VALID);
+       _CASSERT(MBUF_CSUM_PSEUDO_HDR == CSUM_PSEUDO_HDR);
+
+       _CASSERT(MBUF_WAITOK == M_WAIT);
+       _CASSERT(MBUF_DONTWAIT == M_DONTWAIT);
+       _CASSERT(MBUF_COPYALL == M_COPYALL);
+
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_BK_SYS) == MBUF_TC_BK);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_BK) == MBUF_TC_BK);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_BE) == MBUF_TC_BE);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_RD) == MBUF_TC_BE);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_OAM) == MBUF_TC_BE);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_AV) == MBUF_TC_VI);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_RV) == MBUF_TC_VI);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_VI) == MBUF_TC_VI);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_VO) == MBUF_TC_VO);
+       _CASSERT(MBUF_SC2TC(MBUF_SC_CTL) == MBUF_TC_VO);
+
+       _CASSERT(MBUF_TC2SCVAL(MBUF_TC_BK) == SCVAL_BK);
+       _CASSERT(MBUF_TC2SCVAL(MBUF_TC_BE) == SCVAL_BE);
+       _CASSERT(MBUF_TC2SCVAL(MBUF_TC_VI) == SCVAL_VI);
+       _CASSERT(MBUF_TC2SCVAL(MBUF_TC_VO) == SCVAL_VO);
+
+       /* Module specific scratch space (32-bit alignment requirement) */
+       _CASSERT(!(offsetof(struct mbuf, m_pkthdr.pkt_mpriv) %
+           sizeof (uint32_t)));
+
+       /* Initialize random red zone cookie value */
+       _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));
 
        if (nmbclusters == 0)
                nmbclusters = NMBCLUSTERS;
 
+       /* This should be a sane (at least even) value by now */
+       VERIFY(nmbclusters != 0 && !(nmbclusters & 0x1));
+
        /* Setup the mbuf table */
        mbuf_table_init();
 
@@ -1017,57 +1545,134 @@ mbinit(void)
        mbuf_mlock_grp_attr = lck_grp_attr_alloc_init();
        mbuf_mlock_grp = lck_grp_alloc_init("mbuf", mbuf_mlock_grp_attr);
        mbuf_mlock_attr = lck_attr_alloc_init();
-       mbuf_mlock = lck_mtx_alloc_init(mbuf_mlock_grp, mbuf_mlock_attr);
+       lck_mtx_init(mbuf_mlock, mbuf_mlock_grp, mbuf_mlock_attr);
 
-       /* Allocate cluster slabs table */
-       maxslabgrp = P2ROUNDUP(nmbclusters, NSLABSPMB) / NSLABSPMB;
+       /*
+        * Allocate cluster slabs table:
+        *
+        *      maxslabgrp = (N * 2048) / (1024 * 1024)
+        *
+        * Where N is nmbclusters rounded up to the nearest 512.  This yields
+        * mcl_slab_g_t units, each one representing a MB of memory.
+        */
+       maxslabgrp =
+           (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);
 
-       /* Allocate audit structures if needed */
+       /*
+        * Allocate audit structures, if needed:
+        *
+        *      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_AUDIT) {
-               MALLOC(mclaudit, mcl_audit_t *,
-                   nmbclusters * sizeof (*mclaudit), M_TEMP,
-                   M_WAITOK | M_ZERO);
+       if (mbuf_debug & MCF_DEBUG) {
+               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, 0, 0, MCR_SLEEP);
+                   AUDIT_CONTENTS_SIZE, sizeof (u_int64_t), 0, MCR_SLEEP);
                VERIFY(mcl_audit_con_cache != NULL);
        }
+       mclverify = (mbuf_debug & MCF_VERIFY);
+       mcltrace = (mbuf_debug & MCF_TRACE);
+       mclfindleak = !(mbuf_debug & MCF_NOLEAKLOG);
+       mclexpleak = mclfindleak && (mbuf_debug & MCF_EXPLEAKLOG);
+
+       /* Enable mbuf leak logging, with a lock to protect the tables */
+
+       mleak_lock_grp_attr = lck_grp_attr_alloc_init();
+       mleak_lock_grp = lck_grp_alloc_init("mleak_lock", mleak_lock_grp_attr);
+       mleak_lock_attr = lck_attr_alloc_init();
+       lck_mtx_init(mleak_lock, mleak_lock_grp, mleak_lock_attr);
+
+       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/(NBPG/CLBYTES);
-       MALLOC(mcl_paddr, int *, mcl_pages * sizeof (int), M_TEMP, M_WAITOK);
+       mcl_pages = (nmbclusters << MCLSHIFT) / PAGE_SIZE;
+       MALLOC(mcl_paddr, ppnum_t *, mcl_pages * sizeof (ppnum_t),
+           M_TEMP, M_WAITOK);
        VERIFY(mcl_paddr != NULL);
 
        /* Register with the I/O Bus mapper */
        mcl_paddr_base = IOMapperIOVMAlloc(mcl_pages);
-       bzero((char *)mcl_paddr, mcl_pages * sizeof (int));
+       bzero((char *)mcl_paddr, mcl_pages * sizeof (ppnum_t));
 
-       embutl = (union mcluster *)
-           ((unsigned char *)mbutl + (nmbclusters * MCLBYTES));
+       embutl = (mbutl + (nmbclusters * MCLBYTES));
+       VERIFY(((embutl - mbutl) % MBIGCLBYTES) == 0);
 
+       /* Prime up the freelist */
        PE_parse_boot_argn("initmcl", &initmcl, sizeof (initmcl));
+       if (initmcl != 0) {
+               initmcl >>= NCLPBGSHIFT;        /* become a 4K unit */
+               if (initmcl > m_maxlimit(MC_BIGCL))
+                       initmcl = m_maxlimit(MC_BIGCL);
+       }
+       if (initmcl < m_minlimit(MC_BIGCL))
+               initmcl = m_minlimit(MC_BIGCL);
 
        lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
 
-       if (m_clalloc(MAX(NBPG/CLBYTES, 1) * initmcl, M_WAIT, MCLBYTES) == 0)
-               panic("mbinit: m_clalloc failed\n");
+       /*
+        * For classes with non-zero minimum limits, populate their freelists
+        * so that m_total(class) is at least m_minlimit(class).
+        */
+       VERIFY(m_total(MC_BIGCL) == 0 && m_minlimit(MC_BIGCL) != 0);
+       freelist_populate(m_class(MC_BIGCL), initmcl, M_WAIT);
+       VERIFY(m_total(MC_BIGCL) >= m_minlimit(MC_BIGCL));
+       freelist_init(m_class(MC_CL));
+
+       for (m = 0; m < NELEM(mbuf_table); m++) {
+               /* 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);
 
-       (void) kernel_thread(kernel_task, mbuf_worker_thread_init);
+       (void) kernel_thread_start((thread_continue_t)mbuf_worker_thread_init,
+           NULL, &thread);
+       thread_deallocate(thread);
 
        ref_cache = mcache_create("mext_ref", sizeof (struct ext_ref),
            0, 0, MCR_SLEEP);
 
        /* Create the cache for each class */
        for (m = 0; m < NELEM(mbuf_table); m++) {
-               void *allocfunc, *freefunc, *auditfunc;
+               void *allocfunc, *freefunc, *auditfunc, *logfunc;
                u_int32_t flags;
 
                flags = mbuf_debug;
@@ -1076,10 +1681,12 @@ mbinit(void)
                        allocfunc = mbuf_cslab_alloc;
                        freefunc = mbuf_cslab_free;
                        auditfunc = mbuf_cslab_audit;
+                       logfunc = mleak_logger;
                } else {
                        allocfunc = mbuf_slab_alloc;
                        freefunc = mbuf_slab_free;
                        auditfunc = mbuf_slab_audit;
+                       logfunc = mleak_logger;
                }
 
                /*
@@ -1092,26 +1699,69 @@ mbinit(void)
                    njcl == 0)
                        flags |= MCF_NOCPUCACHE;
 
+               if (!mclfindleak)
+                       flags |= MCF_NOLEAKLOG;
+
                m_cache(m) = mcache_create_ext(m_cname(m), m_maxsize(m),
-                   allocfunc, freefunc, auditfunc, mbuf_slab_notify,
-                   (void *)m, flags, MCR_SLEEP);
+                   allocfunc, freefunc, auditfunc, logfunc, mbuf_slab_notify,
+                   (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.
+        * Set the max limit on sb_max to be 1/16 th of the size of
+        * memory allocated for mbuf clusters.
         */
-       ncpu = ml_get_max_cpus();
-       MALLOC(buf, void *, MBUF_MTYPES_SIZE(ncpu) + CPU_CACHE_SIZE,
-           M_TEMP, M_WAITOK);
-       VERIFY(buf != NULL);
+       high_sb_max = (nmbclusters << (MCLSHIFT - 4));
+       if (high_sb_max < sb_max) {
+               /* sb_max is too large for this configuration, scale it down */
+               if (high_sb_max > (1 << MBSHIFT)) {
+                       /* We have atleast 16 M of mbuf pool */
+                       sb_max = high_sb_max;
+               } else if ((nmbclusters << MCLSHIFT) > (1 << MBSHIFT)) {
+                       /*
+                        * If we have more than 1M of mbufpool, cap the size of
+                        * max sock buf at 1M
+                        */
+                       sb_max = high_sb_max = (1 << MBSHIFT);
+               } else {
+                       sb_max = high_sb_max;
+               }
+       }
 
-       mbuf_mtypes = (mbuf_mtypes_t *)P2ROUNDUP((intptr_t)buf, CPU_CACHE_SIZE);
-       bzero(mbuf_mtypes, MBUF_MTYPES_SIZE(ncpu));
+       /* allocate space for mbuf_dump_buf */
+       MALLOC(mbuf_dump_buf, char *, MBUF_DUMP_BUF_SIZE, M_TEMP, M_WAITOK);
+       VERIFY(mbuf_dump_buf != NULL);
+
+       if (mbuf_debug & MCF_DEBUG) {
+               printf("%s: MLEN %d, MHLEN %d\n", __func__,
+                   (int)_MLEN, (int)_MHLEN);
+       }
+
+       printf("%s: done [%d MB total pool size, (%d/%d) split]\n", __func__,
+           (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);
 
-       printf("mbinit: done\n");
 }
 
 /*
@@ -1123,9 +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);
@@ -1137,7 +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 && (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));
@@ -1154,13 +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 == (NMBPCL - 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 */
@@ -1168,9 +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;
@@ -1182,41 +1827,33 @@ 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 1 reference.
+                * A 2K cluster slab can have at most NCLPG references.
                 */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt == 1 && sp->sl_chunks == 1 &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_CL) && 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) {
-               mcl_slab_t *nsp = sp->sl_next;
                mbstat.m_bigclfree = (--m_infree(MC_BIGCL)) +
                    m_infree(MC_MBUF_BIGCL);
                /*
-                * Increment 2nd slab.  A 4K big cluster takes
-                * 2 slabs, each having 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(MC_BIGCL) && sp->sl_head == NULL);
-               /* Next slab must already be present */
-               VERIFY(nsp != NULL);
-               nsp->sl_refcnt++;
-               VERIFY(!slab_is_detached(nsp));
-               VERIFY(nsp->sl_class == MC_BIGCL &&
-                   nsp->sl_flags == (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL) &&
-                   nsp->sl_refcnt == 1 && nsp->sl_chunks == 0 &&
-                   nsp->sl_len == 0 && nsp->sl_base == sp->sl_base &&
-                   nsp->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;
 
                --m_infree(MC_16KCL);
                VERIFY(sp->sl_refcnt == 1 && sp->sl_chunks == 1 &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_16KCL) && sp->sl_head == NULL);
+                   sp->sl_len == m_maxsize(class) && sp->sl_head == NULL);
                /*
-                * Increment 2nd-8th slab.  A 16K big cluster takes
-                * 8 cluster slabs, each having at most 1 reference.
+                * Increment 2nd-Nth slab reference, where N is NSLABSP16KB.
+                * A 16KB big cluster takes NSLABSP16KB slabs, each having at
+                * most 1 reference.
                 */
-               for (nsp = sp, k = 1; k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
+               for (nsp = sp, k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                        nsp = nsp->sl_next;
                        /* Next slab must already be present */
                        VERIFY(nsp != NULL);
@@ -1229,7 +1866,7 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
                            nsp->sl_head == NULL);
                }
        } else {
-               ASSERT(class == MC_MBUF);
+               VERIFY(class == MC_MBUF);
                --m_infree(MC_MBUF);
                /*
                 * If auditing is turned on, this check is
@@ -1239,20 +1876,21 @@ slab_alloc(mbuf_class_t class, int wait)
                        _MCHECK((struct mbuf *)buf);
                /*
                 * Since we have incremented the reference count above,
-                * an mbuf slab (formerly a 2K cluster slab that was cut
+                * an mbuf slab (formerly a 4KB cluster slab that was cut
                 * up into mbufs) must have a reference count between 1
-                * and NMBPCL at this point.
+                * and NMBPG at this point.
                 */
-               VERIFY(sp->sl_refcnt >= 1 &&
-                   (unsigned short)sp->sl_refcnt <= NMBPCL &&
-                   sp->sl_chunks == NMBPCL && sp->sl_len == m_maxsize(MC_CL));
-               VERIFY((unsigned short)sp->sl_refcnt < NMBPCL ||
-                   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 == NMBPCL);
+               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);
        }
 
@@ -1266,57 +1904,64 @@ 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);
-       sp = slab_get(buf);
-       VERIFY(sp->sl_class == class && slab_inrange(sp, buf) &&
-           (sp->sl_flags & (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL)) == SLF_MAPPED);
-
-       /* Decrement slab reference */
-       sp->sl_refcnt--;
 
-       if (class == MC_CL || class == MC_BIGCL) {
-               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, MCLBYTES));
-               /*
-                * A 2K 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));
-               if (class == MC_BIGCL) {
-                       mcl_slab_t *nsp = sp->sl_next;
-                       VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, NBPG));
-                       /* Next slab must already be present */
-                       VERIFY(nsp != NULL);
-                       /* Decrement 2nd slab reference */
-                       nsp->sl_refcnt--;
-                       /*
-                        * A 4K big cluster takes 2 slabs, both
-                        * must now have 0 reference.
-                        */
-                       VERIFY(slab_is_detached(nsp));
-                       VERIFY(nsp->sl_class == MC_BIGCL &&
-                           (nsp->sl_flags & (SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL)) &&
-                           nsp->sl_refcnt == 0 && nsp->sl_chunks == 0 &&
-                           nsp->sl_len == 0 && nsp->sl_base == sp->sl_base &&
-                           nsp->sl_head == 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);
+
+       /* Decrement slab reference */
+       sp->sl_refcnt--;
+
+       if (class == MC_CL) {
+               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, MCLBYTES));
+               /*
+                * 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 <= (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, 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;
                /*
-                * A 16K cluster takes 8 cluster slabs, all must
+                * A 16KB cluster takes NSLABSP16KB slabs, all must
                 * now have 0 reference.
                 */
-               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, NBPG));
+               VERIFY(IS_P2ALIGNED(buf, PAGE_SIZE));
                VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_chunks == 1 &&
-                   sp->sl_len == m_maxsize(MC_16KCL) && sp->sl_head == NULL);
+                   sp->sl_len == m_maxsize(class) && sp->sl_head == NULL);
                VERIFY(slab_is_detached(sp));
-               for (nsp = sp, k = 1; k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
+               for (nsp = sp, k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                        nsp = nsp->sl_next;
                        /* Next slab must already be present */
                        VERIFY(nsp != NULL);
@@ -1330,14 +1975,17 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
                }
        } else {
                /*
-                * An mbuf slab has a total of NMBPL reference counts.
-                * Since we have decremented the reference above, it
-                * must now be between 0 and NMBPCL-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 &&
-                   (unsigned short)sp->sl_refcnt <= (NMBPCL - 1) &&
-                   sp->sl_chunks == NMBPCL && sp->sl_len == m_maxsize(MC_CL));
-               VERIFY(sp->sl_refcnt < (NMBPCL - 1) ||
+                   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));
        }
 
@@ -1348,15 +1996,20 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
         */
        if (mclaudit != NULL) {
                mcache_audit_t *mca = mcl_audit_buf2mca(class, buf);
-               mcache_audit_free_verify(mca, buf, 0, m_maxsize(class));
+               if (mclverify) {
+                       mcache_audit_free_verify(mca, buf, 0,
+                           m_maxsize(class));
+               }
                mca->mca_uflags &= ~MB_SCVALID;
        }
 
        if (class == MC_CL) {
                mbstat.m_clfree = (++m_infree(MC_CL)) + m_infree(MC_MBUF_CL);
+               buf->obj_next = sp->sl_head;
        } 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 {
@@ -1365,14 +2018,26 @@ slab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *buf)
        }
        sp->sl_head = buf;
 
-       /* All mbufs are freed; return the cluster that we stole earlier */
-       if (sp->sl_refcnt == 0 && class == MC_MBUF) {
-               int i = NMBPCL;
+       /*
+        * 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) + NMBPG) &&
+           m_total(super_class) < m_maxlimit(super_class)) {
+               int i = NMBPG;
 
-               m_total(MC_MBUF) -= NMBPCL;
+               m_total(MC_MBUF) -= NMBPG;
                mbstat.m_mbufs = m_total(MC_MBUF);
-               m_infree(MC_MBUF) -= NMBPCL;
-               mtype_stat_add(MT_FREE, -NMBPCL);
+               m_infree(MC_MBUF) -= NMBPG;
+               mtype_stat_add(MT_FREE, -((unsigned)NMBPG));
 
                while (i--) {
                        struct mbuf *m = sp->sl_head;
@@ -1380,29 +2045,84 @@ 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);
+               reinit_supercl = true;
+       } else if (class == MC_CL && sp->sl_refcnt == 0 &&
+           m_total(class) >=  (m_minlimit(class) + NCLPG) &&
+           m_total(super_class) < m_maxlimit(super_class)) {
+               int i = NCLPG;
+
+               m_total(MC_CL) -= NCLPG;
+               mbstat.m_clusters = m_total(MC_CL);
+               m_infree(MC_CL) -= NCLPG;
+
+               while (i--) {
+                       union mcluster *c = sp->sl_head;
+                       VERIFY(c != NULL);
+                       sp->sl_head = c->mcl_next;
+                       c->mcl_next = 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 mbuf 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 2K cluster slab */
-               slab_init(sp, MC_CL, 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 (mclaudit != NULL)
+               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_CL));
+                           (caddr_t)sp->sl_base, sp->sl_len);
+               ((mcache_obj_t *)(sp->sl_base))->obj_next = NULL;
 
-               mbstat.m_clfree = (++m_infree(MC_CL)) + m_infree(MC_MBUF_CL);
+               if (super_class == MC_BIGCL) {
+                       mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_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_CL;
+               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);
+       }
 }
 
 /*
@@ -1437,7 +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);
                                }
@@ -1456,6 +2176,9 @@ mbuf_slab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int num, int wait)
                        if (mbuf_cached_above(class, wait))
                                break;
 
+                       /* watchdog checkpoint */
+                       mbuf_watchdog();
+
                        /* We have nothing and cannot block; give up */
                        if (wait & MCR_NOSLEEP) {
                                if (!(wait & MCR_TRYHARD)) {
@@ -1476,7 +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);
                }
        }
 
@@ -1552,7 +2275,9 @@ mbuf_slab_audit(void *arg, mcache_obj_t *list, boolean_t alloc)
                        ASSERT(!(mca->mca_uflags & MB_SCVALID));
                }
                /* Record this transaction */
-               mcache_buffer_log(mca, list, m_cache(class));
+               if (mcltrace)
+                       mcache_buffer_log(mca, list, m_cache(class), &mb_start);
+
                if (alloc)
                        mca->mca_uflags |= MB_INUSE;
                else
@@ -1607,7 +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) {
@@ -1618,17 +2343,19 @@ 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(clsp->sl_refcnt == 1);
-               if (class == MC_MBUF_BIGCL) {
-                       nsp = clsp->sl_next;
-                       /* Next slab must already be present */
-                       VERIFY(nsp != NULL);
-                       VERIFY(nsp->sl_refcnt == 1);
-               } else if (class == MC_MBUF_16KCL) {
+               VERIFY(m_get_rfa(m) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(m));
+
+               if (class == MC_MBUF_CL) {
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NCLPG);
+               } else {
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NBCLPG);
+               }
+
+               if (class == MC_MBUF_16KCL) {
                        int k;
-                       for (nsp = clsp, k = 1;
-                           k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
+                       for (nsp = clsp, k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                                nsp = nsp->sl_next;
                                /* Next slab must already be present */
                                VERIFY(nsp != NULL);
@@ -1665,10 +2392,20 @@ cslab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *list, int purged)
        mcache_obj_t *ref_list = NULL;
        mcl_slab_t *clsp, *nsp;
        void *cl;
+       mbuf_class_t cl_class;
 
        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;
+       } else if (class == MC_MBUF_BIGCL) {
+               cl_class = MC_BIGCL;
+       } else {
+               VERIFY(class == MC_MBUF_16KCL);
+               cl_class = MC_16KCL;
+       }
 
        o = tail = list;
 
@@ -1678,37 +2415,34 @@ cslab_free(mbuf_class_t class, mcache_obj_t *list, int purged)
                /* Do the mbuf sanity checks */
                if (mclaudit != NULL) {
                        mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF, (mcache_obj_t *)m);
-                       mcache_audit_free_verify(mca, m, 0, m_maxsize(MC_MBUF));
-                       ms = (struct mbuf *)mca->mca_contents;
+                       if (mclverify) {
+                               mcache_audit_free_verify(mca, m, 0,
+                                   m_maxsize(MC_MBUF));
+                       }
+                       ms = MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca);
                }
 
                /* Do the cluster sanity checks */
                cl = ms->m_ext.ext_buf;
                clsp = slab_get(cl);
-               if (mclaudit != NULL) {
-                       size_t size;
-                       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);
-                       mcache_audit_free_verify(mcl_audit_buf2mca(MC_CL,
+               if (mclverify) {
+                       size_t size = m_maxsize(cl_class);
+                       mcache_audit_free_verify(mcl_audit_buf2mca(cl_class,
                            (mcache_obj_t *)cl), cl, 0, size);
                }
                VERIFY(ms->m_type == MT_FREE);
                VERIFY(ms->m_flags == M_EXT);
-               VERIFY(MEXT_RFA(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
-               VERIFY(clsp->sl_refcnt == 1);
-               if (class == MC_MBUF_BIGCL) {
-                       nsp = clsp->sl_next;
-                       /* Next slab must already be present */
-                       VERIFY(nsp != NULL);
-                       VERIFY(nsp->sl_refcnt == 1);
-               } else if (class == MC_MBUF_16KCL) {
+               VERIFY(m_get_rfa(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
+               if (cl_class == MC_CL) {
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NCLPG);
+               } else {
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NBCLPG);
+               }
+               if (cl_class == MC_16KCL) {
                        int k;
-                       for (nsp = clsp, k = 1;
-                           k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
+                       for (nsp = clsp, k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                                nsp = nsp->sl_next;
                                /* Next slab must already be present */
                                VERIFY(nsp != NULL);
@@ -1727,13 +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 *)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;
@@ -1789,7 +2528,7 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
     int wait)
 {
        mbuf_class_t class = (mbuf_class_t)arg;
-       mcache_t *cp = NULL;
+       mbuf_class_t cl_class = 0;
        unsigned int num = 0, cnum = 0, want = needed;
        mcache_obj_t *ref_list = NULL;
        mcache_obj_t *mp_list = NULL;
@@ -1840,22 +2579,28 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
        if (!(wait & MCR_NOSLEEP))
                wait |= MCR_FAILOK;
 
+       /* allocate mbufs */
        needed = mcache_alloc_ext(m_cache(MC_MBUF), &mp_list, needed, wait);
        if (needed == 0) {
                ASSERT(mp_list == NULL);
                goto fail;
        }
-       if (class == MC_MBUF_CL)
-               cp = m_cache(MC_CL);
-       else if (class == MC_MBUF_BIGCL)
-               cp = m_cache(MC_BIGCL);
-       else
-               cp = m_cache(MC_16KCL);
-       needed = mcache_alloc_ext(cp, &clp_list, needed, wait);
+
+       /* allocate clusters */
+       if (class == MC_MBUF_CL) {
+               cl_class = MC_CL;
+       } else if (class == MC_MBUF_BIGCL) {
+               cl_class = MC_BIGCL;
+       } else {
+               VERIFY(class == MC_MBUF_16KCL);
+               cl_class = MC_16KCL;
+       }
+       needed = mcache_alloc_ext(m_cache(cl_class), &clp_list, needed, wait);
        if (needed == 0) {
                ASSERT(clp_list == NULL);
                goto fail;
        }
+
        needed = mcache_alloc_ext(ref_cache, &ref_list, needed, wait);
        if (needed == 0) {
                ASSERT(ref_list == NULL);
@@ -1878,7 +2623,7 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
 
                rfa = (struct ext_ref *)ref_list;
                ref_list = ref_list->obj_next;
-               ((mcache_obj_t *)rfa)->obj_next = NULL;
+               ((mcache_obj_t *)(void *)rfa)->obj_next = NULL;
 
                /*
                 * If auditing is enabled, construct the shadow mbuf
@@ -1888,12 +2633,12 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
                 */
                if (mclaudit != NULL) {
                        mcache_audit_t *mca, *cl_mca;
-                       size_t size;
 
                        lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
                        mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF, (mcache_obj_t *)m);
-                       ms = ((struct mbuf *)mca->mca_contents);
-                       cl_mca = mcl_audit_buf2mca(MC_CL, (mcache_obj_t *)cl);
+                       ms = MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca);
+                       cl_mca = mcl_audit_buf2mca(cl_class,
+                           (mcache_obj_t *)cl);
 
                        /*
                         * Pair them up.  Note that this is done at the time
@@ -1911,15 +2656,22 @@ mbuf_cslab_alloc(void *arg, mcache_obj_t ***plist, unsigned int needed,
                        lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
 
                        /* Technically, they are in the freelist */
-                       mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, m,
-                           m_maxsize(MC_MBUF));
-                       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);
-                       mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, cl, size);
+                       if (mclverify) {
+                               size_t size;
+
+                               mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, m,
+                                   m_maxsize(MC_MBUF));
+
+                               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);
+
+                               mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, cl,
+                                   size);
+                       }
                }
 
                MBUF_INIT(ms, 0, MT_FREE);
@@ -1931,7 +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;
@@ -1945,7 +2697,7 @@ fail:
        if (mp_list != NULL)
                mcache_free_ext(m_cache(MC_MBUF), mp_list);
        if (clp_list != NULL)
-               mcache_free_ext(cp, clp_list);
+               mcache_free_ext(m_cache(cl_class), clp_list);
        if (ref_list != NULL)
                mcache_free_ext(ref_cache, ref_list);
 
@@ -2001,21 +2753,30 @@ 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);
                /* Do the mbuf sanity checks and record its transaction */
                mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF, (mcache_obj_t *)m);
                mcl_audit_mbuf(mca, m, TRUE, alloc);
-               mcache_buffer_log(mca, m, m_cache(class));
+               if (mcltrace)
+                       mcache_buffer_log(mca, m, m_cache(class), &mb_start);
+
                if (alloc)
                        mca->mca_uflags |= MB_COMP_INUSE;
                else
@@ -2026,24 +2787,24 @@ mbuf_cslab_audit(void *arg, mcache_obj_t *list, boolean_t alloc)
                 * freeing, since the contents of the actual mbuf has been
                 * pattern-filled by the above call to mcl_audit_mbuf().
                 */
-               if (!alloc)
-                       ms = (struct mbuf *)mca->mca_contents;
+               if (!alloc && mclverify)
+                       ms = MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca);
 
                /* Do the cluster sanity checks and record its transaction */
                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(clsp->sl_refcnt == 1);
-               if (class == MC_MBUF_BIGCL) {
-                       nsp = clsp->sl_next;
-                       /* Next slab must already be present */
-                       VERIFY(nsp != NULL);
-                       VERIFY(nsp->sl_refcnt == 1);
-               } else if (class == MC_MBUF_16KCL) {
+               VERIFY(m_get_rfa(ms) != NULL && MBUF_IS_COMPOSITE(ms));
+               if (class == MC_MBUF_CL)
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NCLPG);
+               else
+                       VERIFY(clsp->sl_refcnt >= 1 &&
+                           clsp->sl_refcnt <= NBCLPG);
+
+               if (class == MC_MBUF_16KCL) {
                        int k;
-                       for (nsp = clsp, k = 1;
-                           k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
+                       for (nsp = clsp, k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                                nsp = nsp->sl_next;
                                /* Next slab must already be present */
                                VERIFY(nsp != NULL);
@@ -2051,15 +2812,12 @@ 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);
-               mcache_buffer_log(mca, cl, m_cache(class));
+
+               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);
+
                if (alloc)
                        mca->mca_uflags |= MB_COMP_INUSE;
                else
@@ -2070,24 +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;
+       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));
 
-       VERIFY(bufsize == m_maxsize(MC_CL) ||
-           bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL) || bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
+       VERIFY((bufsize == PAGE_SIZE) ||
+           (bufsize > PAGE_SIZE && bufsize == m_maxsize(MC_16KCL)));
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       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
@@ -2101,7 +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 */
@@ -2112,29 +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_32(i * bufsize);
-       page = kmem_mb_alloc(mb_map, size);
+       size = round_page(i * bufsize);
+       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.
+        */
+       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) {
-               if (bufsize <= m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-                       /* Try for 1 page if failed, only for 2KB/4KB request */
-                       size = NBPG;
-                       page = kmem_mb_alloc(mb_map, size);
+               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)) {
+#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) {
@@ -2143,24 +2975,24 @@ 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 NMBPCL-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.  For
-                * the case of big clusters, we allocate one structure
-                * for each as we never turn them into mbufs.
+                * mbuf lock and the caller is okay to be blocked.
                 */
-               if (bufsize == m_maxsize(MC_CL)) {
-                       needed = numpages * 2 * NMBPCL;
+               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 (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-                       needed = numpages;
                } else {
-                       needed = numpages / (M16KCLBYTES / NBPG);
+                       /*
+                        * if multiple 4K pages are being used for a
+                        * 16K cluster
+                        */
+                       needed = numpages / NSLABSP16KB;
                }
 
                i = mcache_alloc_ext(mcache_audit_cache,
@@ -2171,96 +3003,63 @@ 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;
-               ppnum_t new_page = pmap_find_phys(kernel_pmap,
-                   (vm_address_t)page);
+       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);
 
                /*
-                * In the case of no mapper being available the following
-                * code noops and returns the input page; if there is a
-                * mapper the appropriate I/O page is returned.
+                * 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.
                 */
-               new_page = IOMapperInsertPage(mcl_paddr_base, offset, new_page);
-               mcl_paddr[offset] = new_page << PGSHIFT;
+               VERIFY(offset < mcl_pages);
+               if (mcl_paddr_base != 0) {
+                       bzero((void *)(uintptr_t) page, PAGE_SIZE);
+                       new_page = IOMapperInsertPage(mcl_paddr_base,
+                           offset, new_page);
+               }
+               mcl_paddr[offset] = new_page;
 
                /* Pattern-fill this fresh page */
-               if (mclaudit != NULL)
+               if (mclverify) {
                        mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN,
-                           (caddr_t)page, NBPG);
-
-               if (bufsize == m_maxsize(MC_CL)) {
-                       union mcluster *mcl = (union mcluster *)page;
-
-                       /* 1st cluster in the page */
-                       sp = slab_get(mcl);
-                       if (mclaudit != NULL)
-                               mcl_audit_init(mcl, &mca_list, &con_list,
-                                   AUDIT_CONTENTS_SIZE, NMBPCL);
-
-                       VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_flags == 0);
-                       slab_init(sp, MC_CL, SLF_MAPPED,
-                           mcl, mcl, bufsize, 0, 1);
-
-                       /* Insert this slab */
-                       slab_insert(sp, MC_CL);
-
-                       /* Update stats now since slab_get() drops the lock */
-                       mbstat.m_clfree = ++m_infree(MC_CL) +
-                           m_infree(MC_MBUF_CL);
-                       mbstat.m_clusters = ++m_total(MC_CL);
-                       VERIFY(m_total(MC_CL) <= m_maxlimit(MC_CL));
-
-                       /* 2nd cluster in the page */
-                       sp = slab_get(++mcl);
-                       if (mclaudit != NULL)
-                               mcl_audit_init(mcl, &mca_list, &con_list,
-                                   AUDIT_CONTENTS_SIZE, NMBPCL);
-
-                       VERIFY(sp->sl_refcnt == 0 && sp->sl_flags == 0);
-                       slab_init(sp, MC_CL, SLF_MAPPED,
-                           mcl, mcl, bufsize, 0, 1);
-
-                       /* Insert this slab */
-                       slab_insert(sp, MC_CL);
-
-                       /* Update stats now since slab_get() drops the lock */
-                       mbstat.m_clfree = ++m_infree(MC_CL) +
-                           m_infree(MC_MBUF_CL);
-                       mbstat.m_clusters = ++m_total(MC_CL);
-                       VERIFY(m_total(MC_CL) <= m_maxlimit(MC_CL));
-               } else if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-                       union mbigcluster *mbc = (union mbigcluster *)page;
-                       mcl_slab_t *nsp;
-
+                           (caddr_t)page, PAGE_SIZE);
+               }
+               if (bufsize == PAGE_SIZE) {
+                       mcache_obj_t *buf;
                        /* One for the entire page */
-                       sp = slab_get(mbc);
-                       if (mclaudit != NULL)
-                               mcl_audit_init(mbc, &mca_list, NULL, 0, 1);
-
+                       sp = slab_get((void *)page);
+                       if (mclaudit != NULL) {
+                               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);
-
-                       /* 2nd cluster's slab is part of the previous one */
-                       nsp = slab_get(((union mcluster *)page) + 1);
-                       slab_init(nsp, MC_BIGCL, SLF_MAPPED | SLF_PARTIAL,
-                           mbc, NULL, 0, 0, 0);
+                       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 % (M16KCLBYTES / NBPG)) == 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)
@@ -2269,28 +3068,35 @@ 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-8th cluster's slab is part of the first one */
-                       for (k = 1; k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
-                               nsp = slab_get(((union mcluster *)page) + k);
+                       /*
+                        * 2nd-Nth page's slab is part of the first one,
+                        * where N is NSLABSP16KB.
+                        */
+                       for (k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
+                               nsp = slab_get(((union mbigcluster *)page) + k);
                                VERIFY(nsp->sl_refcnt == 0 &&
                                    nsp->sl_flags == 0);
                                slab_init(nsp, MC_16KCL,
                                    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) {
@@ -2298,16 +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_CL))
-               return (numpages << 1);
-       else if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL))
-               return (numpages);
-
-       VERIFY(bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
-       return (numpages / (M16KCLBYTES / NBPG));
-
+       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;
@@ -2320,36 +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_CL)) {
-               if (i > 0) {
-                       /*
-                        * Remember total number of clusters needed
-                        * at this time.
-                        */
-                       i += m_total(MC_CL);
-                       if (i > mbuf_expand_mcl) {
-                               mbuf_expand_mcl = i;
-                               if (mbuf_worker_ready)
-                                       wakeup((caddr_t)&mbuf_worker_run);
-                       }
-               }
-
-               if (m_infree(MC_CL) >= num)
-                       return (1);
-       } else 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 {
@@ -2359,13 +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);
        }
@@ -2379,116 +3160,164 @@ static int
 freelist_populate(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
 {
        mcache_obj_t *o = NULL;
-       int i;
+       int i, numpages = 0, count;
+       mbuf_class_t super_class;
 
        VERIFY(class == MC_MBUF || class == MC_CL || class == MC_BIGCL ||
            class == MC_16KCL);
 
-#if CONFIG_MBUF_NOEXPAND
-       if ((mbstat.m_mbufs / NMBPCL) >= maxmbufcl) {
-#if DEBUG
-               static int printonce = 1;
-               if (printonce == 1) {
-                       printonce = 0;
-                       printf("m_expand failed, allocated %ld out of %d "
-                           "clusters\n", mbstat.m_mbufs / NMBPCL,
-                           nmbclusters);
-               }
-#endif /* DEBUG */
-               return (0);
-       }
-#endif /* CONFIG_MBUF_NOEXPAND */
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       VERIFY(PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_BIGCL) ||
+           PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_16KCL));
 
-       switch (class) {
-       case MC_MBUF:
-       case MC_CL:
-               i = m_clalloc(num, wait, m_maxsize(MC_CL));
+       if (m_maxsize(class) >= PAGE_SIZE)
+               return(m_clalloc(num, wait, m_maxsize(class)) != 0);
 
-               /* Respect the 2K clusters minimum limit */
-               if (m_total(MC_CL) == m_maxlimit(MC_CL) &&
-                   m_infree(MC_CL) <= m_minlimit(MC_CL)) {
-                       if (class != MC_CL || (wait & MCR_COMP))
-                               return (0);
-               }
-               if (class == MC_CL)
-                       return (i != 0);
-               break;
+       /*
+        * The rest of the function will allocate pages and will slice
+        * them up into the right size
+        */
 
-       case MC_BIGCL:
-       case MC_16KCL:
-               return (m_clalloc(num, wait, m_maxsize(class)) != 0);
-               /* NOTREACHED */
+       numpages = (num * m_size(class) + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
 
-       default:
-               VERIFY(0);
-               /* NOTREACHED */
-       }
+       /* Currently assume that pages are 4K or 16K */
+       if (PAGE_SIZE == m_maxsize(MC_BIGCL))
+               super_class = MC_BIGCL;
+       else
+               super_class = MC_16KCL;
+
+       i = m_clalloc(numpages, wait, m_maxsize(super_class));
+
+       /* how many objects will we cut the page into? */
+       int numobj = PAGE_SIZE / m_maxsize(class);
+
+       for (count = 0; count < numpages; count++) {
+               /* respect totals, minlimit, maxlimit */
+               if (m_total(super_class) <= m_minlimit(super_class) ||
+                   m_total(class) >= m_maxlimit(class))
+                       break;
+
+               if ((o = slab_alloc(super_class, wait)) == NULL)
+                       break;
 
-       /* Steal a cluster and cut it up to create NMBPCL mbufs */
-       if ((o = slab_alloc(MC_CL, wait)) != NULL) {
                struct mbuf *m = (struct mbuf *)o;
-               mcache_audit_t *mca = NULL;
+               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);
-
-               /* Make sure that the cluster is unmolested while in freelist */
-               if (mclaudit != NULL) {
-                       mca = mcl_audit_buf2mca(MC_CL, o);
-                       mcache_audit_free_verify(mca, o, 0, m_maxsize(MC_CL));
+               /*
+                * 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(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 slab */
-               slab_init(sp, MC_MBUF, sp->sl_flags, sp->sl_base, NULL,
-                   sp->sl_len, 0, NMBPCL);
+               /* Reinitialize it as an mbuf or 2K or 4K slab */
+               slab_init(sp, class, sp->sl_flags,
+                   sp->sl_base, NULL, PAGE_SIZE, 0, numobj);
 
-               VERIFY(m == (struct mbuf *)sp->sl_base);
                VERIFY(sp->sl_head == NULL);
 
-               m_total(MC_MBUF) += NMBPCL;
-               mbstat.m_mbufs = m_total(MC_MBUF);
-               m_infree(MC_MBUF) += NMBPCL;
-               mtype_stat_add(MT_FREE, NMBPCL);
-
-               i = NMBPCL;
-               while (i--) {
-                       /*
-                        * If auditing is enabled, construct the shadow mbuf
-                        * in the audit structure instead of the actual one.
-                        * mbuf_slab_audit() will take care of restoring the
-                        * contents after the integrity check.
-                        */
-                       if (mclaudit != NULL) {
-                               struct mbuf *ms;
-                               mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF,
-                                   (mcache_obj_t *)m);
-                               ms = ((struct mbuf *)mca->mca_contents);
-                               ms->m_type = MT_FREE;
-                       } else {
-                               m->m_type = MT_FREE;
-                       }
-                       m->m_next = sp->sl_head;
-                       sp->sl_head = (void *)m++;
-               }
-
-               /* Insert it into the mbuf class's slab list */
-               slab_insert(sp, MC_MBUF);
+               VERIFY(m_total(super_class) >= 1);
+               m_total(super_class)--;
 
-               if ((i = mb_waiters) > 0)
-                       mb_waiters = 0;
-               if (i != 0)
-                       wakeup(mb_waitchan);
+               if (super_class == MC_BIGCL)
+                       mbstat.m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
 
-               return (1);
-       }
+               m_total(class) += numobj;
+               VERIFY(m_total(class) <= m_maxlimit(class));
+               m_infree(class) += numobj;
 
-       return (0);
-}
+               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, NMBPG);
+                       while (i--) {
+                               /*
+                                * If auditing is enabled, construct the
+                                * shadow mbuf in the audit structure
+                                * instead of the actual one.
+                                * mbuf_slab_audit() will take care of
+                                * restoring the contents after the
+                                * integrity check.
+                                */
+                               if (mclaudit != NULL) {
+                                       struct mbuf *ms;
+                                       mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF,
+                                           (mcache_obj_t *)m);
+                                       ms = MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca);
+                                       ms->m_type = MT_FREE;
+                               } else {
+                                       m->m_type = MT_FREE;
+                               }
+                               m->m_next = sp->sl_head;
+                               sp->sl_head = (void *)m++;
+                       }
+               } 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);
+                       while (i--) {
+                               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 or 4k slab list */
+               slab_insert(sp, class);
+
+               if ((i = mb_waiters) > 0)
+                       mb_waiters = 0;
+               if (i != 0)
+                       wakeup(mb_waitchan);
+       }
+       return (count != 0);
+}
+
+/*
+ * For each class, initialize the freelist to hold m_minlimit() objects.
+ */
+static void
+freelist_init(mbuf_class_t class)
+{
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+
+       VERIFY(class == MC_CL || class == MC_BIGCL);
+       VERIFY(m_total(class) == 0);
+       VERIFY(m_minlimit(class) > 0);
+
+       while (m_total(class) < m_minlimit(class))
+               (void) freelist_populate(class, m_minlimit(class), M_WAIT);
+
+       VERIFY(m_total(class) >= m_minlimit(class));
+}
+
+/*
  * (Inaccurately) check if it might be worth a trip back to the
  * mcache layer due the availability of objects there.  We'll
  * end up back here if there's nothing up there.
@@ -2541,7 +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:
@@ -2577,7 +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));
@@ -2590,17 +3419,23 @@ m_reclaim(mbuf_class_t class, unsigned int num, boolean_t comp)
        switch (class) {
        case MC_MBUF:
                m_wantpurge(MC_CL)++;
+               m_wantpurge(MC_BIGCL)++;
                m_wantpurge(MC_MBUF_CL)++;
                m_wantpurge(MC_MBUF_BIGCL)++;
                break;
 
        case MC_CL:
                m_wantpurge(MC_MBUF)++;
+               m_wantpurge(MC_BIGCL)++;
+               m_wantpurge(MC_MBUF_BIGCL)++;
                if (!comp)
                        m_wantpurge(MC_MBUF_CL)++;
                break;
 
        case MC_BIGCL:
+               m_wantpurge(MC_MBUF)++;
+               m_wantpurge(MC_CL)++;
+               m_wantpurge(MC_MBUF_CL)++;
                if (!comp)
                        m_wantpurge(MC_MBUF_BIGCL)++;
                break;
@@ -2638,13 +3473,13 @@ m_reclaim(mbuf_class_t class, unsigned int num, boolean_t comp)
        lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
 
        if (bmap != 0) {
-               /* drain is performed in pfslowtimo(), to avoid deadlocks */
-               do_reclaim = 1;
+               /* signal the domains to drain */
+               net_drain_domains();
 
                /* 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++;
@@ -2733,6 +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)
 {
@@ -2741,33 +3648,44 @@ m_free(struct mbuf *m)
        if (m->m_type == MT_FREE)
                panic("m_free: freeing an already freed mbuf");
 
-       /* Free the aux data and tags if there is any */
        if (m->m_flags & M_PKTHDR) {
+               /* Check for scratch area overflow */
+               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_int32_t flags;
+               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);
-               flags = MEXT_FLAGS(m);
-               if (refcnt == 0 && flags == 0) {
-                       if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+               composite = (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_COMPOSITE);
+               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 && (flags & EXTF_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);
@@ -2778,13 +3696,15 @@ m_free(struct mbuf *m)
                        m->m_len = 0;
                        m->m_next = m->m_nextpkt = NULL;
 
+                       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);
@@ -2808,35 +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_int32_t flags;
+               u_int16_t refcnt;
+               u_int32_t composite;
+               m_ext_free_func_t m_free_func;
 
                refcnt = m_decref(m);
-               flags = MEXT_FLAGS(m);
-               if (refcnt == 0 && flags == 0) {
-                       if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+               composite = (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_COMPOSITE);
+               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 && (flags & EXTF_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);
@@ -2846,13 +3775,16 @@ m_clattach(struct mbuf *m, int type, caddr_t extbuf,
                        m->m_flags = M_EXT;
                        m->m_len = 0;
                        m->m_next = m->m_nextpkt = NULL;
+
+                       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);
                        }
                        /*
@@ -2870,8 +3802,59 @@ 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);
+}
+
+/*
+ * Perform `fast' allocation mbuf clusters from a cache of recently-freed
+ * clusters. (If the cache is empty, new clusters are allocated en-masse.)
+ */
+struct mbuf *
+m_getcl(int wait, int type, int flags)
+{
+       struct mbuf *m;
+       int mcflags = MSLEEPF(wait);
+       int hdr = (flags & M_PKTHDR);
+
+       /* Is this due to a non-blocking retry?  If so, then try harder */
+       if (mcflags & MCR_NOSLEEP)
+               mcflags |= MCR_TRYHARD;
+
+       m = mcache_alloc(m_cache(MC_MBUF_CL), mcflags);
+       if (m != NULL) {
+               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 = m_get_rfa(m);
+
+               ASSERT(cl != NULL && rfa != NULL);
+               VERIFY(MBUF_IS_COMPOSITE(m) && m_get_ext_free(m) == NULL);
 
+               flag = MEXT_FLAGS(m);
+
+               MBUF_INIT(m, hdr, type);
+               MBUF_CL_INIT(m, cl, rfa, 1, flag);
+
+               mtype_stat_inc(type);
+               mtype_stat_dec(MT_FREE);
+#if CONFIG_MACF_NET
+               if (hdr && mac_init_mbuf(m, wait) != 0) {
+                       m_freem(m);
+                       return (NULL);
+               }
+#endif /* MAC_NET */
+       }
        return (m);
 }
 
@@ -2915,7 +3898,7 @@ m_mclfree(caddr_t p)
 
 /*
  * mcl_hasreference() checks if a cluster of an mbuf is referenced by
- * another mbuf
+ * another mbuf; see comments in m_incref() regarding EXTF_READONLY.
  */
 int
 m_mclhasreference(struct mbuf *m)
@@ -2923,9 +3906,9 @@ 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_REF(m) > 1);
+       return ((MEXT_FLAGS(m) & EXTF_READONLY) ? 1 : 0);
 }
 
 __private_extern__ caddr_t
@@ -3000,20 +3983,32 @@ m_m16kget(struct mbuf *m, int wait)
        return (m);
 }
 
-/* */
+/*
+ * "Move" mbuf pkthdr from "from" to "to".
+ * "from" must have M_PKTHDR set, and "to" must be empty.
+ */
 void
 m_copy_pkthdr(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
 {
-#if CONFIG_MACF_NET
-       /* We will be taking over the tags of 'to' */
-       if (to->m_flags & M_PKTHDR)
+       VERIFY(from->m_flags & M_PKTHDR);
+
+       /* Check for scratch area overflow */
+       m_redzone_verify(from);
+
+       if (to->m_flags & M_PKTHDR) {
+               /* Check for scratch area overflow */
+               m_redzone_verify(to);
+               /* We will be taking over the tags of 'to' */
                m_tag_delete_chain(to, NULL);
-#endif /* MAC_NET */
+       }
        to->m_pkthdr = from->m_pkthdr;          /* especially tags */
-       m_tag_init(from);                       /* purge tags from src */
+       m_classifier_init(from, 0);             /* purge classifier info */
+       m_tag_init(from, 1);                    /* purge all tags from src */
+       m_scratch_init(from);                   /* clear src scratch area */
        to->m_flags = (from->m_flags & M_COPYFLAGS) | (to->m_flags & M_EXT);
        if ((to->m_flags & M_EXT) == 0)
                to->m_data = to->m_pktdat;
+       m_redzone_init(to);                     /* setup red zone on dst */
 }
 
 /*
@@ -3024,18 +4019,71 @@ m_copy_pkthdr(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
 static int
 m_dup_pkthdr(struct mbuf *to, struct mbuf *from, int how)
 {
-#if CONFIG_MACF_NET
-       if (to->m_flags & M_PKTHDR)
+       VERIFY(from->m_flags & M_PKTHDR);
+
+       /* Check for scratch area overflow */
+       m_redzone_verify(from);
+
+       if (to->m_flags & M_PKTHDR) {
+               /* Check for scratch area overflow */
+               m_redzone_verify(to);
+               /* We will be taking over the tags of 'to' */
                m_tag_delete_chain(to, NULL);
-#endif /* MAC_NET */
+       }
        to->m_flags = (from->m_flags & M_COPYFLAGS) | (to->m_flags & M_EXT);
        if ((to->m_flags & M_EXT) == 0)
                to->m_data = to->m_pktdat;
        to->m_pkthdr = from->m_pkthdr;
-       m_tag_init(to);
+       m_redzone_init(to);                     /* setup red zone on dst */
+       m_tag_init(to, 0);                      /* preserve dst static tags */
        return (m_tag_copy_chain(to, from, how));
 }
 
+void
+m_copy_pftag(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
+{
+       memcpy(m_pftag(to), m_pftag(from), sizeof(struct pf_mtag));
+#if PF_ECN
+       m_pftag(to)->pftag_hdr = NULL;
+       m_pftag(to)->pftag_flags &= ~(PF_TAG_HDR_INET|PF_TAG_HDR_INET6);
+#endif /* PF_ECN */
+}
+
+void
+m_classifier_init(struct mbuf *m, uint32_t pktf_mask)
+{
+       VERIFY(m->m_flags & M_PKTHDR);
+
+       m->m_pkthdr.pkt_proto = 0;
+       m->m_pkthdr.pkt_flowsrc = 0;
+       m->m_pkthdr.pkt_flowid = 0;
+       m->m_pkthdr.pkt_flags &= pktf_mask;     /* caller-defined mask */
+       /* preserve service class and interface info for loopback packets */
+       if (!(m->m_pkthdr.pkt_flags & PKTF_LOOP))
+               (void) m_set_service_class(m, MBUF_SC_BE);
+       if (!(m->m_pkthdr.pkt_flags & PKTF_IFAINFO))
+               m->m_pkthdr.pkt_ifainfo = 0;
+       /*
+        * Preserve timestamp if requested
+        */
+       if (!(m->m_pkthdr.pkt_flags & PKTF_TS_VALID))
+               m->m_pkthdr.pkt_timestamp = 0;
+}
+
+void
+m_copy_classifier(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
+{
+       VERIFY(to->m_flags & M_PKTHDR);
+       VERIFY(from->m_flags & M_PKTHDR);
+
+       to->m_pkthdr.pkt_proto = from->m_pkthdr.pkt_proto;
+       to->m_pkthdr.pkt_flowsrc = from->m_pkthdr.pkt_flowsrc;
+       to->m_pkthdr.pkt_flowid = from->m_pkthdr.pkt_flowid;
+       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;
+}
+
 /*
  * Return a list of mbuf hdrs that point to clusters.  Try for num_needed;
  * if wantall is not set, return whatever number were available.  Set up the
@@ -3053,7 +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;
@@ -3096,7 +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));
@@ -3116,7 +4164,7 @@ m_getpackets_internal(unsigned int *num_needed, int num_with_pkthdrs,
                        --num_with_pkthdrs;
 #if CONFIG_MACF_NET
                        if (mac_mbuf_label_init(m, wait) != 0) {
-                               m_free(m);
+                               m_freem(m);
                                break;
                        }
 #endif /* MAC_NET */
@@ -3143,6 +4191,12 @@ m_getpackets_internal(unsigned int *num_needed, int num_with_pkthdrs,
                return (NULL);
        }
 
+       if (pnum > *num_needed) {
+               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);
 }
@@ -3209,9 +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;
        }
@@ -3391,10 +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) {
@@ -3404,14 +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));
@@ -3422,9 +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);
@@ -3432,7 +4487,7 @@ m_allocpacket_internal(unsigned int *numlist, size_t packetlen,
 #if CONFIG_MACF_NET
                if (pkthdr && mac_init_mbuf(m, wait) != 0) {
                        --num;
-                       m_free(m);
+                       m_freem(m);
                        break;
                }
 #endif /* MAC_NET */
@@ -3569,44 +4624,57 @@ m_freem_list(struct mbuf *m)
                while (m != NULL) {
                        struct mbuf *next = m->m_next;
                        mcache_obj_t *o, *rfa;
-                       u_int32_t refcnt, flags;
+                       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);
+                               /* Free the aux data and tags if there is any */
                                m_tag_delete_chain(m, NULL);
                        }
 
-                       if (!(m->m_flags & M_EXT))
+                       if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
+                               mt_free++;
                                goto simple_free;
+                       }
 
-                       o = (mcache_obj_t *)m->m_ext.ext_buf;
+                       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);
-                       flags = MEXT_FLAGS(m);
-                       if (refcnt == 0 && flags == 0) {
-                               if (m->m_ext.ext_free == NULL) {
+                       composite = (MEXT_FLAGS(m) & EXTF_COMPOSITE);
+                       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 *)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 && (flags & EXTF_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
@@ -3628,16 +4696,18 @@ m_freem_list(struct mbuf *m)
                                m->m_len = 0;
                                m->m_next = m->m_nextpkt = NULL;
 
+                               MEXT_FLAGS(m) &= ~EXTF_READONLY;
+
                                /* "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;
                                }
@@ -3767,8 +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);
 }
@@ -3778,9 +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 {
@@ -3799,7 +4875,7 @@ m_prepend_2(struct mbuf *m, int len, int how)
 int MCFail;
 
 struct mbuf *
-m_copym(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait)
+m_copym_mode(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait, uint32_t mode)
 {
        struct mbuf *n, *mhdr = NULL, **np;
        int off = off0;
@@ -3809,7 +4885,11 @@ m_copym(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait)
        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;
        }
@@ -3830,38 +4910,57 @@ m_copym(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait)
                        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) {
-                       M_COPY_PKTHDR(n, mhdr);
+                       if ((mode == M_COPYM_MOVE_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_MOVE_HDR)) {
+                               M_COPY_PKTHDR(n, mhdr);
+                       } else if ((mode == M_COPYM_COPY_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_COPY_HDR)) {
+                               if (m_dup_pkthdr(n, mhdr, wait) == 0)
+                                       goto nospace;
+                       }
                        if (len == M_COPYALL)
                                n->m_pkthdr.len -= off0;
                        else
                                n->m_pkthdr.len = len;
                        copyhdr = 0;
-               }
-               if (len == M_COPYALL) {
-                       if (MIN(len, (m->m_len - off)) == len) {
-                               printf("m->m_len %ld - off %d = %ld, %ld\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);
                }
@@ -3883,6 +4982,13 @@ nospace:
        return (NULL);
 }
 
+
+struct mbuf *
+m_copym(struct mbuf *m, int off0, int len, int wait)
+{
+       return (m_copym_mode(m, off0, len, wait, M_COPYM_MOVE_HDR));
+}
+
 /*
  * Equivalent to m_copym except that all necessary mbuf hdrs are allocated
  * within this routine also, the last mbuf and offset accessed are passed
@@ -3890,10 +4996,10 @@ nospace:
  * list (normally hung off of the socket)
  */
 struct mbuf *
-m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m, int off0, int len0, int wait,
-    struct mbuf **m_last, int *m_off)
+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);
@@ -3905,8 +5011,8 @@ 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_last != NULL) {
-               m = *m_last;
+       if (m_lastm != NULL && *m_lastm != NULL) {
+               m = *m_lastm;
                off = *m_off;
        } else {
                while (off >= m->m_len) {
@@ -3964,7 +5070,14 @@ m_copym_with_hdrs(struct mbuf *m, int off0, int len0, int wait,
                }
 
                if (copyhdr) {
-                       M_COPY_PKTHDR(n, m);
+                       if ((mode == M_COPYM_MOVE_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_MOVE_HDR)) {
+                               M_COPY_PKTHDR(n, m);
+                       } else if ((mode == M_COPYM_COPY_HDR) ||
+                           (mode == M_COPYM_MUST_COPY_HDR)) {
+                               if (m_dup_pkthdr(n, m, wait) == 0)
+                                       goto nospace;
+                       }
                        n->m_pkthdr.len = len;
                        copyhdr = 0;
                }
@@ -3976,18 +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_last = m->m_next;
-                               *m_off  = 0;
-                       } else {
-                               *m_last = 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;
                }
@@ -4017,24 +5136,35 @@ nospace:
  * continuing for "len" bytes, into the indicated buffer.
  */
 void
-m_copydata(struct mbuf *m, int off, int len, caddr_t cp)
+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;
@@ -4208,6 +5338,56 @@ bad:
        return (0);
 }
 
+/*
+ * Like m_pullup(), except a new mbuf is always allocated, and we allow
+ * the amount of empty space before the data in the new mbuf to be specified
+ * (in the event that the caller expects to prepend later).
+ */
+__private_extern__ int MSFail = 0;
+
+__private_extern__ struct mbuf *
+m_copyup(struct mbuf *n, int len, int dstoff)
+{
+       struct mbuf *m;
+       int count, space;
+
+       if (len > (MHLEN - dstoff))
+               goto bad;
+       MGET(m, M_DONTWAIT, n->m_type);
+       if (m == NULL)
+               goto bad;
+       m->m_len = 0;
+       if (n->m_flags & M_PKTHDR) {
+               m_copy_pkthdr(m, n);
+               n->m_flags &= ~M_PKTHDR;
+       }
+       m->m_data += dstoff;
+       space = &m->m_dat[MLEN] - (m->m_data + m->m_len);
+       do {
+               count = min(min(max(len, max_protohdr), space), n->m_len);
+               memcpy(mtod(m, caddr_t) + m->m_len, mtod(n, caddr_t),
+                   (unsigned)count);
+               len -= count;
+               m->m_len += count;
+               n->m_len -= count;
+               space -= count;
+               if (n->m_len)
+                       n->m_data += count;
+               else
+                       n = m_free(n);
+       } while (len > 0 && n);
+       if (len > 0) {
+               (void) m_free(m);
+               goto bad;
+       }
+       m->m_next = n;
+       return (m);
+bad:
+       m_freem(n);
+       MSFail++;
+       return (NULL);
+}
+
 /*
  * Partition an mbuf chain in two pieces, returning the tail --
  * all but the first len0 bytes.  In case of failure, it returns NULL and
@@ -4215,6 +5395,12 @@ bad:
  */
 struct mbuf *
 m_split(struct mbuf *m0, int len0, int wait)
+{
+       return (m_split0(m0, len0, wait, 1));
+}
+
+static struct mbuf *
+m_split0(struct mbuf *m0, int len0, int wait, int copyhdr)
 {
        struct mbuf *m, *n;
        unsigned len = len0, remain;
@@ -4224,7 +5410,7 @@ m_split(struct mbuf *m0, int len0, int wait)
        if (m == NULL)
                return (NULL);
        remain = m->m_len - len;
-       if (m0->m_flags & M_PKTHDR) {
+       if (copyhdr && (m0->m_flags & M_PKTHDR)) {
                _MGETHDR(n, wait, m0->m_type);
                if (n == NULL)
                        return (NULL);
@@ -4348,6 +5534,10 @@ m_devget(char *buf, int totlen, int off0, struct ifnet *ifp,
        return (top);
 }
 
+#ifndef MBUF_GROWTH_NORMAL_THRESH
+#define        MBUF_GROWTH_NORMAL_THRESH 25
+#endif
+
 /*
  * Cluster freelist allocation check.
  */
@@ -4355,88 +5545,127 @@ static int
 m_howmany(int num, size_t bufsize)
 {
        int i = 0, j = 0;
-       u_int32_t m_clusters, m_bigclusters, m_16kclusters;
-       u_int32_t m_clfree, m_bigclfree, m_16kclfree;
+       u_int32_t m_mbclusters, m_clusters, m_bigclusters, m_16kclusters;
+       u_int32_t m_mbfree, m_clfree, m_bigclfree, m_16kclfree;
+       u_int32_t sumclusters, freeclusters;
+       u_int32_t percent_pool, percent_kmem;
+       u_int32_t mb_growth, mb_growth_thresh;
 
-       lck_mtx_assert(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
+       VERIFY(bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL) ||
+           bufsize == m_maxsize(MC_16KCL));
+
+       LCK_MTX_ASSERT(mbuf_mlock, LCK_MTX_ASSERT_OWNED);
 
+       /* Numbers in 2K cluster units */
+       m_mbclusters = m_total(MC_MBUF) >> NMBPCLSHIFT;
        m_clusters = m_total(MC_CL);
-       m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL);
+       m_bigclusters = m_total(MC_BIGCL) << NCLPBGSHIFT;
        m_16kclusters = m_total(MC_16KCL);
+       sumclusters = m_mbclusters + m_clusters + m_bigclusters;
+
+       m_mbfree = m_infree(MC_MBUF) >> NMBPCLSHIFT;
        m_clfree = m_infree(MC_CL);
-       m_bigclfree = m_infree(MC_BIGCL);
+       m_bigclfree = m_infree(MC_BIGCL) << NCLPBGSHIFT;
        m_16kclfree = m_infree(MC_16KCL);
+       freeclusters = m_mbfree + m_clfree + m_bigclfree;
 
        /* Bail if we've maxed out the mbuf memory map */
-       if ((bufsize != m_maxsize(MC_16KCL) &&
-           (m_clusters + (m_bigclusters << 1) >= nclusters)) ||
+       if ((bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL) && sumclusters >= nclusters) ||
            (njcl > 0 && bufsize == m_maxsize(MC_16KCL) &&
-           (m_16kclusters << 3) >= njcl)) {
-#if DEBUG
-               if (bufsize == MCLBYTES && num > m_clfree) {
-                       printf("m_howmany - out of small clusters, "
-                           "%d short\n", num - mbstat.m_clfree);
-               }
-#endif /* DEBUG */
+           (m_16kclusters << NCLPJCLSHIFT) >= njcl)) {
                return (0);
        }
 
-       if (bufsize == m_maxsize(MC_CL)) {
+       if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
                /* Under minimum */
-               if (m_clusters < MINCL)
-                       return (MINCL - m_clusters);
-               /* Too few (free < 1/16 total) and not over maximum */
-               if (m_clusters < m_maxlimit(MC_CL)) {
-                       if (m_clfree >= MCL_LOWAT)
+               if (m_bigclusters < m_minlimit(MC_BIGCL))
+                       return (m_minlimit(MC_BIGCL) - m_bigclusters);
+
+               percent_pool =
+                   ((sumclusters - freeclusters) * 100) / sumclusters;
+               percent_kmem = (sumclusters * 100) / nclusters;
+
+               /*
+                * If a light/normal user, grow conservatively (75%)
+                * If a heavy user, grow aggressively (50%)
+                */
+               if (percent_kmem < MBUF_GROWTH_NORMAL_THRESH)
+                       mb_growth = MB_GROWTH_NORMAL;
+               else
+                       mb_growth = MB_GROWTH_AGGRESSIVE;
+
+               if (percent_kmem < 5) {
+                       /* For initial allocations */
+                       i = num;
+               } else {
+                       /* Return if >= MBIGCL_LOWAT clusters available */
+                       if (m_infree(MC_BIGCL) >= MBIGCL_LOWAT &&
+                           m_total(MC_BIGCL) >=
+                           MBIGCL_LOWAT + m_minlimit(MC_BIGCL))
                                return (0);
-                       if (num >= m_clfree)
-                               i = num - m_clfree;
-                       if (((m_clusters + num) >> 4) > m_clfree)
-                               j = ((m_clusters + num) >> 4) - m_clfree;
+
+                       /* Ensure at least num clusters are accessible */
+                       if (num >= m_infree(MC_BIGCL))
+                               i = num - m_infree(MC_BIGCL);
+                       if (num > m_total(MC_BIGCL) - m_minlimit(MC_BIGCL))
+                               j = num - (m_total(MC_BIGCL) -
+                                   m_minlimit(MC_BIGCL));
+
+                       i = MAX(i, j);
+
+                       /*
+                        * Grow pool if percent_pool > 75 (normal growth)
+                        * or percent_pool > 50 (aggressive growth).
+                        */
+                       mb_growth_thresh = 100 - (100 / (1 << mb_growth));
+                       if (percent_pool > mb_growth_thresh)
+                               j = ((sumclusters + num) >> mb_growth) -
+                                   freeclusters;
                        i = MAX(i, j);
-                       if (i + m_clusters >= m_maxlimit(MC_CL))
-                               i = m_maxlimit(MC_CL) - m_clusters;
-               }
-               VERIFY((m_total(MC_CL) + i) <= m_maxlimit(MC_CL));
-       } else if (bufsize == m_maxsize(MC_BIGCL)) {
-               /* Under minimum */
-               if (m_bigclusters < MINBIGCL)
-                       return (MINBIGCL - m_bigclusters);
-               /* Too few (free < 1/16 total) and not over maximum */
-               if (m_bigclusters < m_maxlimit(MC_BIGCL)) {
-                       if (m_bigclfree >= MBIGCL_LOWAT)
-                               return (0);
-                       if (num >= m_bigclfree)
-                               i = num - m_bigclfree;
-                       if (((m_bigclusters + num) >> 4) > m_bigclfree)
-                               j = ((m_bigclusters + num) >> 4) - m_bigclfree;
-                       i = MAX(i, j);
-                       if (i + m_bigclusters >= m_maxlimit(MC_BIGCL))
-                               i = m_maxlimit(MC_BIGCL) - m_bigclusters;
                }
+
+               /* Check to ensure we didn't go over limits */
+               if (i + m_bigclusters >= m_maxlimit(MC_BIGCL))
+                       i = m_maxlimit(MC_BIGCL) - m_bigclusters;
+               if ((i << 1) + sumclusters >= nclusters)
+                       i = (nclusters - sumclusters) >> 1;
                VERIFY((m_total(MC_BIGCL) + i) <= m_maxlimit(MC_BIGCL));
-       } else {
+               VERIFY(sumclusters + (i << 1) <= nclusters);
+
+       } else { /* 16K CL */
                VERIFY(njcl > 0);
-               /* Under minimum */
-               if (m_16kclusters < MIN16KCL)
-                       return (MIN16KCL - m_16kclusters);
-               /* Too few (free < 1/16 total) and not over maximum */
-               if (m_16kclusters < m_maxlimit(MC_16KCL)) {
-                       if (m_16kclfree >= M16KCL_LOWAT)
-                               return (0);
-                       if (num >= m_16kclfree)
-                               i = num - m_16kclfree;
-                       if (((m_16kclusters + num) >> 4) > m_16kclfree)
-                               j = ((m_16kclusters + num) >> 4) - m_16kclfree;
-                       i = MAX(i, j);
-                       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));
+               /* Ensure at least num clusters are available */
+               if (num >= m_16kclfree)
+                       i = num - m_16kclfree;
+
+               /* Always grow 16KCL pool aggressively */
+               if (((m_16kclusters + num) >> 1) > m_16kclfree)
+                       j = ((m_16kclusters + num) >> 1) - m_16kclfree;
+               i = MAX(i, j);
+
+               /* Check to ensure we don't go over limit */
+               if ((i + m_total(MC_16KCL)) >= m_maxlimit(MC_16KCL))
+                       i = m_maxlimit(MC_16KCL) - m_total(MC_16KCL);
        }
-
        return (i);
 }
+/*
+ * Return the number of bytes in the mbuf chain, m.
+ */
+unsigned int
+m_length(struct mbuf *m)
+{
+       struct mbuf *m0;
+       unsigned int pktlen;
+
+       if (m->m_flags & M_PKTHDR)
+               return (m->m_pkthdr.len);
+
+       pktlen = 0;
+       for (m0 = m; m0 != NULL; m0 = m0->m_next)
+               pktlen += m0->m_len;
+       return (pktlen);
+}
 
 /*
  * Copy data from a buffer back into the indicated mbuf chain,
@@ -4444,30 +5673,258 @@ m_howmany(int num, size_t bufsize)
  * chain if necessary.
  */
 void
-m_copyback(struct mbuf *m0, int off, int len, caddr_t cp)
+m_copyback(struct mbuf *m0, int off, int len, const void *cp)
 {
-       int mlen;
-       struct mbuf *m = m0, *n;
-       int totlen = 0;
+#if DEBUG
+       struct mbuf *origm = m0;
+       int error;
+#endif /* DEBUG */
 
        if (m0 == NULL)
                return;
+
+#if DEBUG
+       error =
+#endif /* DEBUG */
+       m_copyback0(&m0, off, len, cp,
+           M_COPYBACK0_COPYBACK | M_COPYBACK0_EXTEND, M_DONTWAIT);
+
+#if DEBUG
+       if (error != 0 || (m0 != NULL && origm != m0))
+               panic("m_copyback");
+#endif /* DEBUG */
+}
+
+struct mbuf *
+m_copyback_cow(struct mbuf *m0, int off, int len, const void *cp, int how)
+{
+       int error;
+
+       /* don't support chain expansion */
+       VERIFY(off + len <= m_length(m0));
+
+       error = m_copyback0(&m0, off, len, cp,
+           M_COPYBACK0_COPYBACK | M_COPYBACK0_COW, how);
+       if (error) {
+               /*
+                * no way to recover from partial success.
+                * just free the chain.
+                */
+               m_freem(m0);
+               return (NULL);
+       }
+       return (m0);
+}
+
+/*
+ * m_makewritable: ensure the specified range writable.
+ */
+int
+m_makewritable(struct mbuf **mp, int off, int len, int how)
+{
+       int error;
+#if DEBUG
+       struct mbuf *n;
+       int origlen, reslen;
+
+       origlen = m_length(*mp);
+#endif /* DEBUG */
+
+#if 0 /* M_COPYALL is large enough */
+       if (len == M_COPYALL)
+               len = m_length(*mp) - off; /* XXX */
+#endif
+
+       error = m_copyback0(mp, off, len, NULL,
+           M_COPYBACK0_PRESERVE | M_COPYBACK0_COW, how);
+
+#if DEBUG
+       reslen = 0;
+       for (n = *mp; n; n = n->m_next)
+               reslen += n->m_len;
+       if (origlen != reslen)
+               panic("m_makewritable: length changed");
+       if (((*mp)->m_flags & M_PKTHDR) && reslen != (*mp)->m_pkthdr.len)
+               panic("m_makewritable: inconsist");
+#endif /* DEBUG */
+
+       return (error);
+}
+
+static int
+m_copyback0(struct mbuf **mp0, int off, int len, const void *vp, int flags,
+    int how)
+{
+       int mlen;
+       struct mbuf *m, *n;
+       struct mbuf **mp;
+       int totlen = 0;
+       const char *cp = vp;
+
+       VERIFY(mp0 != NULL);
+       VERIFY(*mp0 != NULL);
+       VERIFY((flags & M_COPYBACK0_PRESERVE) == 0 || cp == NULL);
+       VERIFY((flags & M_COPYBACK0_COPYBACK) == 0 || cp != NULL);
+
+       /*
+        * we don't bother to update "totlen" in the case of M_COPYBACK0_COW,
+        * assuming that M_COPYBACK0_EXTEND and M_COPYBACK0_COW are exclusive.
+        */
+
+       VERIFY((~flags & (M_COPYBACK0_EXTEND|M_COPYBACK0_COW)) != 0);
+
+       mp = mp0;
+       m = *mp;
        while (off > (mlen = m->m_len)) {
                off -= mlen;
                totlen += mlen;
                if (m->m_next == NULL) {
-                       n = m_getclr(M_DONTWAIT, m->m_type);
-                       if (n == NULL)
+                       int tspace;
+extend:
+                       if (!(flags & M_COPYBACK0_EXTEND))
+                               goto out;
+
+                       /*
+                        * try to make some space at the end of "m".
+                        */
+
+                       mlen = m->m_len;
+                       if (off + len >= MINCLSIZE &&
+                           !(m->m_flags & M_EXT) && m->m_len == 0) {
+                               MCLGET(m, how);
+                       }
+                       tspace = M_TRAILINGSPACE(m);
+                       if (tspace > 0) {
+                               tspace = MIN(tspace, off + len);
+                               VERIFY(tspace > 0);
+                               bzero(mtod(m, char *) + m->m_len,
+                                   MIN(off, tspace));
+                               m->m_len += tspace;
+                               off += mlen;
+                               totlen -= mlen;
+                               continue;
+                       }
+
+                       /*
+                        * need to allocate an mbuf.
+                        */
+
+                       if (off + len >= MINCLSIZE) {
+                               n = m_getcl(how, m->m_type, 0);
+                       } else {
+                               n = _M_GET(how, m->m_type);
+                       }
+                       if (n == NULL) {
                                goto out;
-                       n->m_len = MIN(MLEN, len + off);
+                       }
+                       n->m_len = 0;
+                       n->m_len = MIN(M_TRAILINGSPACE(n), off + len);
+                       bzero(mtod(n, char *), MIN(n->m_len, off));
                        m->m_next = n;
                }
+               mp = &m->m_next;
                m = m->m_next;
        }
        while (len > 0) {
-               mlen = MIN(m->m_len - off, len);
-               bcopy(cp, off + MTOD(m, caddr_t), (unsigned)mlen);
-               cp += mlen;
+               mlen = m->m_len - off;
+               if (mlen != 0 && m_mclhasreference(m)) {
+                       char *datap;
+                       int eatlen;
+
+                       /*
+                        * this mbuf is read-only.
+                        * allocate a new writable mbuf and try again.
+                        */
+
+#if DIAGNOSTIC
+                       if (!(flags & M_COPYBACK0_COW))
+                               panic("m_copyback0: read-only");
+#endif /* DIAGNOSTIC */
+
+                       /*
+                        * if we're going to write into the middle of
+                        * a mbuf, split it first.
+                        */
+                       if (off > 0 && len < mlen) {
+                               n = m_split0(m, off, how, 0);
+                               if (n == NULL)
+                                       goto enobufs;
+                               m->m_next = n;
+                               mp = &m->m_next;
+                               m = n;
+                               off = 0;
+                               continue;
+                       }
+
+                       /*
+                        * XXX TODO coalesce into the trailingspace of
+                        * the previous mbuf when possible.
+                        */
+
+                       /*
+                        * allocate a new mbuf.  copy packet header if needed.
+                        */
+                       n = _M_GET(how, m->m_type);
+                       if (n == NULL)
+                               goto enobufs;
+                       if (off == 0 && (m->m_flags & M_PKTHDR)) {
+                               M_COPY_PKTHDR(n, m);
+                               n->m_len = MHLEN;
+                       } else {
+                               if (len >= MINCLSIZE)
+                                       MCLGET(n, M_DONTWAIT);
+                               n->m_len =
+                                   (n->m_flags & M_EXT) ? MCLBYTES : MLEN;
+                       }
+                       if (n->m_len > len)
+                               n->m_len = len;
+
+                       /*
+                        * free the region which has been overwritten.
+                        * copying data from old mbufs if requested.
+                        */
+                       if (flags & M_COPYBACK0_PRESERVE)
+                               datap = mtod(n, char *);
+                       else
+                               datap = NULL;
+                       eatlen = n->m_len;
+                       VERIFY(off == 0 || eatlen >= mlen);
+                       if (off > 0) {
+                               VERIFY(len >= mlen);
+                               m->m_len = off;
+                               m->m_next = n;
+                               if (datap) {
+                                       m_copydata(m, off, mlen, datap);
+                                       datap += mlen;
+                               }
+                               eatlen -= mlen;
+                               mp = &m->m_next;
+                               m = m->m_next;
+                       }
+                       while (m != NULL && m_mclhasreference(m) &&
+                           n->m_type == m->m_type && eatlen > 0) {
+                               mlen = MIN(eatlen, m->m_len);
+                               if (datap) {
+                                       m_copydata(m, 0, mlen, datap);
+                                       datap += mlen;
+                               }
+                               m->m_data += mlen;
+                               m->m_len -= mlen;
+                               eatlen -= mlen;
+                               if (m->m_len == 0)
+                                       *mp = m = m_free(m);
+                       }
+                       if (eatlen > 0)
+                               n->m_len -= eatlen;
+                       n->m_next = m;
+                       *mp = m = n;
+                       continue;
+               }
+               mlen = MIN(mlen, len);
+               if (flags & M_COPYBACK0_COPYBACK) {
+                       bcopy(cp, mtod(m, caddr_t) + off, (unsigned)mlen);
+                       cp += mlen;
+               }
                len -= mlen;
                mlen += off;
                off = 0;
@@ -4475,31 +5932,35 @@ m_copyback(struct mbuf *m0, int off, int len, caddr_t cp)
                if (len == 0)
                        break;
                if (m->m_next == NULL) {
-                       n = _M_GET(M_DONTWAIT, m->m_type);
-                       if (n == NULL)
-                               break;
-                       n->m_len = MIN(MLEN, len);
-                       m->m_next = n;
+                       goto extend;
                }
+               mp = &m->m_next;
                m = m->m_next;
        }
 out:
-       if (((m = m0)->m_flags & M_PKTHDR) && (m->m_pkthdr.len < totlen))
+       if (((m = *mp0)->m_flags & M_PKTHDR) && (m->m_pkthdr.len < totlen)) {
+               VERIFY(flags & M_COPYBACK0_EXTEND);
                m->m_pkthdr.len = totlen;
+       }
+
+       return (0);
+
+enobufs:
+       return (ENOBUFS);
 }
 
-char *
+uint64_t
 mcl_to_paddr(char *addr)
 {
-       int base_phys;
+       vm_offset_t base_phys;
 
        if (!MBUF_IN_MAP(addr))
-               return (NULL);
-       base_phys = mcl_paddr[(addr - (char *)mbutl) >> PGSHIFT];
+               return (0);
+       base_phys = mcl_paddr[atop_64(addr - (char *)mbutl)];
 
        if (base_phys == 0)
-               return (NULL);
-       return ((char *)((int)base_phys | ((int)addr & PGOFSET)));
+               return (0);
+       return ((uint64_t)(ptoa_64(base_phys) | ((uint64_t)addr & PAGE_MASK)));
 }
 
 /*
@@ -4548,7 +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)
@@ -4587,7 +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
        }
@@ -4604,9 +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)
@@ -4626,11 +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;
 
@@ -4699,6 +6161,183 @@ m_normalize(struct mbuf *m)
        return (top);
 }
 
+/*
+ * Append the specified data to the indicated mbuf chain,
+ * Extend the mbuf chain if the new data does not fit in
+ * existing space.
+ *
+ * Return 1 if able to complete the job; otherwise 0.
+ */
+int
+m_append(struct mbuf *m0, int len, caddr_t cp)
+{
+       struct mbuf *m, *n;
+       int remainder, space;
+
+       for (m = m0; m->m_next != NULL; m = m->m_next)
+               ;
+       remainder = len;
+       space = M_TRAILINGSPACE(m);
+       if (space > 0) {
+               /*
+                * Copy into available space.
+                */
+               if (space > remainder)
+                       space = remainder;
+               bcopy(cp, mtod(m, caddr_t) + m->m_len, space);
+               m->m_len += space;
+               cp += space;
+               remainder -= space;
+       }
+       while (remainder > 0) {
+               /*
+                * Allocate a new mbuf; could check space
+                * and allocate a cluster instead.
+                */
+               n = m_get(M_WAITOK, m->m_type);
+               if (n == NULL)
+                       break;
+               n->m_len = min(MLEN, remainder);
+               bcopy(cp, mtod(n, caddr_t), n->m_len);
+               cp += n->m_len;
+               remainder -= n->m_len;
+               m->m_next = n;
+               m = n;
+       }
+       if (m0->m_flags & M_PKTHDR)
+               m0->m_pkthdr.len += len - remainder;
+       return (remainder == 0);
+}
+
+struct mbuf *
+m_last(struct mbuf *m)
+{
+       while (m->m_next != NULL)
+               m = m->m_next;
+       return (m);
+}
+
+unsigned int
+m_fixhdr(struct mbuf *m0)
+{
+       u_int len;
+
+       VERIFY(m0->m_flags & M_PKTHDR);
+
+       len = m_length2(m0, NULL);
+       m0->m_pkthdr.len = len;
+       return (len);
+}
+
+unsigned int
+m_length2(struct mbuf *m0, struct mbuf **last)
+{
+       struct mbuf *m;
+       u_int len;
+
+       len = 0;
+       for (m = m0; m != NULL; m = m->m_next) {
+               len += m->m_len;
+               if (m->m_next == NULL)
+                       break;
+       }
+       if (last != NULL)
+               *last = m;
+       return (len);
+}
+
+/*
+ * Defragment a mbuf chain, returning the shortest possible chain of mbufs
+ * and clusters.  If allocation fails and this cannot be completed, NULL will
+ * be returned, but the passed in chain will be unchanged.  Upon success,
+ * the original chain will be freed, and the new chain will be returned.
+ *
+ * If a non-packet header is passed in, the original mbuf (chain?) will
+ * be returned unharmed.
+ *
+ * If offset is specfied, the first mbuf in the chain will have a leading
+ * space of the amount stated by the "off" parameter.
+ *
+ * This routine requires that the m_pkthdr.header field of the original
+ * mbuf chain is cleared by the caller.
+ */
+struct mbuf *
+m_defrag_offset(struct mbuf *m0, u_int32_t off, int how)
+{
+       struct mbuf *m_new = NULL, *m_final = NULL;
+       int progress = 0, length, pktlen;
+
+       if (!(m0->m_flags & M_PKTHDR))
+               return (m0);
+
+       VERIFY(off < MHLEN);
+       m_fixhdr(m0); /* Needed sanity check */
+
+       pktlen = m0->m_pkthdr.len + off;
+       if (pktlen > MHLEN)
+               m_final = m_getcl(how, MT_DATA, M_PKTHDR);
+       else
+               m_final = m_gethdr(how, MT_DATA);
+
+       if (m_final == NULL)
+               goto nospace;
+
+       if (off > 0) {
+               pktlen -= off;
+               m_final->m_data += off;
+       }
+
+       /*
+        * Caller must have handled the contents pointed to by this
+        * pointer before coming here, as otherwise it will point to
+        * the original mbuf which will get freed upon success.
+        */
+       VERIFY(m0->m_pkthdr.pkt_hdr == NULL);
+
+       if (m_dup_pkthdr(m_final, m0, how) == 0)
+               goto nospace;
+
+       m_new = m_final;
+
+       while (progress < pktlen) {
+               length = pktlen - progress;
+               if (length > MCLBYTES)
+                       length = MCLBYTES;
+               length -= ((m_new == m_final) ? off : 0);
+               if (length < 0)
+                       goto nospace;
+
+               if (m_new == NULL) {
+                       if (length > MLEN)
+                               m_new = m_getcl(how, MT_DATA, 0);
+                       else
+                               m_new = m_get(how, MT_DATA);
+                       if (m_new == NULL)
+                               goto nospace;
+               }
+
+               m_copydata(m0, progress, length, mtod(m_new, caddr_t));
+               progress += length;
+               m_new->m_len = length;
+               if (m_new != m_final)
+                       m_cat(m_final, m_new);
+               m_new = NULL;
+       }
+       m_freem(m0);
+       m0 = m_final;
+       return (m0);
+nospace:
+       if (m_final)
+               m_freem(m_final);
+       return (NULL);
+}
+
+struct mbuf *
+m_defrag(struct mbuf *m0, int how)
+{
+       return (m_defrag_offset(m0, 0, how));
+}
+
 void
 m_mchtype(struct mbuf *m, int t)
 {
@@ -4716,7 +6355,7 @@ m_mtod(struct mbuf *m)
 struct mbuf *
 m_dtom(void *x)
 {
-       return ((struct mbuf *)((u_long)(x) & ~(MSIZE-1)));
+       return ((struct mbuf *)((uintptr_t)(x) & ~(MSIZE-1)));
 }
 
 void
@@ -4725,6 +6364,34 @@ m_mcheck(struct mbuf *m)
        _MCHECK(m);
 }
 
+/*
+ * Return a pointer to mbuf/offset of location in mbuf chain.
+ */
+struct mbuf *
+m_getptr(struct mbuf *m, int loc, int *off)
+{
+
+       while (loc >= 0) {
+               /* Normal end of search. */
+               if (m->m_len > loc) {
+                       *off = loc;
+                       return (m);
+               } else {
+                       loc -= m->m_len;
+                       if (m->m_next == NULL) {
+                               if (loc == 0) {
+                                       /* Point at the end of valid data. */
+                                       *off = m->m_len;
+                                       return (m);
+                               }
+                               return (NULL);
+                       }
+                       m = m->m_next;
+               }
+       }
+       return (NULL);
+}
+
 /*
  * Inform the corresponding mcache(s) that there's a waiter below.
  */
@@ -4767,6 +6434,29 @@ mbuf_waiter_dec(mbuf_class_t class, boolean_t comp)
        }
 }
 
+/*
+ * Called during slab (blocking and non-blocking) allocation.  If there
+ * is at least one waiter, and the time since the first waiter is blocked
+ * is greater than the watchdog timeout, panic the system.
+ */
+static void
+mbuf_watchdog(void)
+{
+       struct timeval now;
+       unsigned int since;
+
+       if (mb_waiters == 0 || !mb_watchdog)
+               return;
+
+       microuptime(&now);
+       since = now.tv_sec - mb_wdtstart.tv_sec;
+       if (since >= MB_WDT_MAXTIME) {
+               panic_plain("%s: %d waiters stuck for %u secs\n%s", __func__,
+                   mb_waiters, since, mbuf_dump());
+               /* NOTREACHED */
+       }
+}
+
 /*
  * Called during blocking allocation.  Returns TRUE if one or more objects
  * are available at the per-CPU caches layer and that allocation should be
@@ -4777,7 +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)) {
@@ -4808,7 +6498,25 @@ mbuf_sleep(mbuf_class_t class, unsigned int num, int wait)
        mbuf_waiter_inc(class, (wait & MCR_COMP));
 
        VERIFY(!(wait & MCR_NOSLEEP));
+
+       /*
+        * If this is the first waiter, arm the watchdog timer.  Otherwise
+        * check if we need to panic the system due to watchdog timeout.
+        */
+       if (mb_waiters == 0)
+               microuptime(&mb_wdtstart);
+       else
+               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 */
@@ -4826,6 +6534,7 @@ done:
        return (mcache_retry);
 }
 
+__attribute__((noreturn))
 static void
 mbuf_worker_thread(void)
 {
@@ -4833,43 +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);
@@ -4884,18 +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)
 {
@@ -4909,20 +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);
@@ -4937,7 +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);
                /*
@@ -4962,7 +6690,7 @@ slab_get(void *buf)
                }
        }
 
-       ix = MTOCL(buf) % NSLABSPMB;
+       ix = MTOPG(buf) % NSLABSPMB;
        VERIFY(ix < NSLABSPMB);
 
        return (&slg->slg_slab[ix]);
@@ -4989,19 +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 (class == MC_BIGCL) {
-               sp = sp->sl_next;
-               /* Next slab must already be present */
-               VERIFY(sp != NULL);
-               VERIFY(slab_is_detached(sp));
-               sp->sl_flags &= ~SLF_DETACHED;
-       } else if (class == MC_16KCL) {
+
+       /*
+        * If a buffer spans multiple contiguous pages then mark them as
+        * detached too
+        */
+       if (class == MC_16KCL) {
                int k;
-               for (k = 1; k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); 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;
                }
        }
@@ -5010,20 +6736,14 @@ 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_BIGCL) {
-               sp = sp->sl_next;
-               /* Next slab must already be present */
-               VERIFY(sp != NULL);
-               VERIFY(!slab_is_detached(sp));
-               slab_detach(sp);
-       } else if (class == MC_16KCL) {
-               int k;
-               for (k = 1; k < (M16KCLBYTES / MCLBYTES); k++) {
+       if (class == MC_16KCL) {
+               for (k = 1; k < NSLABSP16KB; k++) {
                        sp = sp->sl_next;
                        /* Next slab must already be present */
                        VERIFY(sp != NULL);
@@ -5040,7 +6760,7 @@ slab_inrange(mcl_slab_t *sp, void *buf)
            (uintptr_t)buf < ((uintptr_t)sp->sl_base + sp->sl_len));
 }
 
-#undef panic(...)
+#undef panic
 
 static void
 slab_nextptr_panic(mcl_slab_t *sp, void *addr)
@@ -5053,7 +6773,7 @@ slab_nextptr_panic(mcl_slab_t *sp, void *addr)
                void *next = ((mcache_obj_t *)buf)->obj_next;
                if (next != addr)
                        continue;
-               if (mclaudit == NULL) {
+               if (!mclverify) {
                        if (next != NULL && !MBUF_IN_MAP(next)) {
                                mcache_t *cp = m_cache(sp->sl_class);
                                panic("%s: %s buffer %p in slab %p modified "
@@ -5095,12 +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 <= NMBPCL);
+       ASSERT(num <= NMBPG);
        ASSERT(con_list == NULL || con_size != 0);
 
-       ix = MTOCL(buf);
+       ix = MTOPG(buf);
+       VERIFY(ix < maxclaudit);
+
        /* Make sure we haven't been here before */
-       for (i = 0; i < NMBPCL; i++)
+       for (i = 0; i < num; i++)
                VERIFY(mclaudit[ix].cl_audit[i] == NULL);
 
        mca = mca_tail = *mca_list;
@@ -5117,9 +6839,14 @@ mcl_audit_init(void *buf, mcache_audit_t **mca_list,
 
                /* Attach the contents buffer if requested */
                if (save_contents) {
-                       VERIFY(con != NULL);
+                       mcl_saved_contents_t *msc =
+                           (mcl_saved_contents_t *)(void *)con;
+
+                       VERIFY(msc != NULL);
+                       VERIFY(IS_P2ALIGNED(msc, sizeof (u_int64_t)));
+                       VERIFY(con_size == sizeof (*msc));
                        mca->mca_contents_size = con_size;
-                       mca->mca_contents = con;
+                       mca->mca_contents = msc;
                        con = con->obj_next;
                        bzero(mca->mca_contents, mca->mca_contents_size);
                }
@@ -5135,33 +6862,73 @@ 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/cluster/big cluster), return
+ * 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 = MTOCL(o);
+       int ix = MTOPG(mobj), m_idx = 0;
+       unsigned char *page_addr;
+
+       VERIFY(ix < maxclaudit);
+       VERIFY(IS_P2ALIGNED(mobj, MIN(m_maxsize(class), PAGE_SIZE)));
 
-       VERIFY(IS_P2ALIGNED(o, MIN(m_maxsize(class), NBPG)));
+       page_addr = PGTOM(ix);
 
        switch (class) {
        case MC_MBUF:
                /*
-                * For the mbuf case, find the index of the cluster
+                * For the mbuf case, find the index of the page
                 * used by the mbuf and use that index to locate the
-                * base address of the cluster.  Then find out the
-                * mbuf index relative to the cluster base and use
+                * base address of the page.  Then find out the
+                * mbuf index relative to the page base and use
                 * it to locate the audit structure.
                 */
-               VERIFY(MCLIDX(CLTOM(ix), o) < (int)NMBPCL);
-               mca = mclaudit[ix].cl_audit[MCLIDX(CLTOM(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.
+                */
+               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.
@@ -5187,19 +6954,24 @@ mcl_audit_mbuf(mcache_audit_t *mca, void *addr, boolean_t composite,
        VERIFY(mca->mca_contents != NULL &&
            mca->mca_contents_size == AUDIT_CONTENTS_SIZE);
 
-       mcl_audit_verify_nextptr(next, mca);
+       if (mclverify)
+               mcl_audit_verify_nextptr(next, mca);
 
        if (!alloc) {
                /* Save constructed mbuf fields */
                mcl_audit_save_mbuf(m, mca);
-               mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, m, m_maxsize(MC_MBUF));
+               if (mclverify) {
+                       mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, m,
+                           m_maxsize(MC_MBUF));
+               }
                ((mcache_obj_t *)m)->obj_next = next;
                return;
        }
 
        /* Check if the buffer has been corrupted while in freelist */
-       mcache_audit_free_verify_set(mca, addr, 0, m_maxsize(MC_MBUF));
-
+       if (mclverify) {
+               mcache_audit_free_verify_set(mca, addr, 0, m_maxsize(MC_MBUF));
+       }
        /* Restore constructed mbuf fields */
        mcl_audit_restore_mbuf(m, mca, composite);
 }
@@ -5207,19 +6979,20 @@ mcl_audit_mbuf(mcache_audit_t *mca, void *addr, boolean_t composite,
 static void
 mcl_audit_restore_mbuf(struct mbuf *m, mcache_audit_t *mca, boolean_t composite)
 {
-       struct mbuf *ms = (struct mbuf *)mca->mca_contents;
+       struct mbuf *ms = MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca);
 
        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);
                /*
                 * We could have hand-picked the mbuf fields and restore
                 * them individually, but that will be a maintenance
                 * headache.  Instead, restore everything that was saved;
                 * the mbuf layer will recheck and reinitialize anyway.
                 */
-               bcopy(ms, m, mca->mca_contents_size);
+               bcopy(ms, m, MCA_SAVED_MBUF_SIZE);
                m->m_next = next;
        } else {
                /*
@@ -5235,8 +7008,9 @@ mcl_audit_restore_mbuf(struct mbuf *m, mcache_audit_t *mca, boolean_t composite)
 static void
 mcl_audit_save_mbuf(struct mbuf *m, mcache_audit_t *mca)
 {
+       VERIFY(mca->mca_contents_size == AUDIT_CONTENTS_SIZE);
        _MCHECK(m);
-       bcopy(m, mca->mca_contents, mca->mca_contents_size);
+       bcopy(m, MCA_SAVED_MBUF_PTR(mca), MCA_SAVED_MBUF_SIZE);
 }
 
 static void
@@ -5246,18 +7020,46 @@ mcl_audit_cluster(mcache_audit_t *mca, void *addr, size_t size, boolean_t alloc,
        mcache_obj_t *next = ((mcache_obj_t *)addr)->obj_next;
 
        if (!alloc) {
-               mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, addr, size);
+               if (mclverify) {
+                       mcache_set_pattern(MCACHE_FREE_PATTERN, addr, size);
+               }
                if (save_next) {
                        mcl_audit_verify_nextptr(next, mca);
                        ((mcache_obj_t *)addr)->obj_next = next;
                }
-       } else {
+       } else if (mclverify) {
                /* Check if the buffer has been corrupted while in freelist */
                mcl_audit_verify_nextptr(next, mca);
                mcache_audit_free_verify_set(mca, addr, 0, size);
        }
 }
 
+static void
+mcl_audit_scratch(mcache_audit_t *mca)
+{
+       void *stack[MCACHE_STACK_DEPTH + 1];
+       mcl_scratch_audit_t *msa;
+       struct timeval now;
+
+       VERIFY(mca->mca_contents != NULL);
+       msa = MCA_SAVED_SCRATCH_PTR(mca);
+
+       msa->msa_pthread = msa->msa_thread;
+       msa->msa_thread = current_thread();
+       bcopy(msa->msa_stack, msa->msa_pstack, sizeof (msa->msa_pstack));
+       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 (msa->msa_stack));
+
+       msa->msa_ptstamp = msa->msa_tstamp;
+       microuptime(&now);
+       /* tstamp is in ms relative to base_ts */
+       msa->msa_tstamp = ((now.tv_usec - mb_start.tv_usec) / 1000);
+       if ((now.tv_sec - mb_start.tv_sec) > 0)
+               msa->msa_tstamp += ((now.tv_sec - mb_start.tv_sec) * 1000);
+}
+
 static void
 mcl_audit_mcheck_panic(struct mbuf *m)
 {
@@ -5274,8 +7076,8 @@ mcl_audit_mcheck_panic(struct mbuf *m)
 static void
 mcl_audit_verify_nextptr(void *next, mcache_audit_t *mca)
 {
-       if (next != NULL && next != (void *)MCACHE_FREE_PATTERN &&
-           !MBUF_IN_MAP(next)) {
+       if (next != NULL && !MBUF_IN_MAP(next) &&
+           (next != (void *)MCACHE_FREE_PATTERN || !mclverify)) {
                panic("mcl_audit: buffer %p modified after free at offset 0: "
                    "%p out of range [%p-%p)\n%s\n",
                    mca->mca_addr, next, mbutl, embutl, mcache_dump_mca(mca));
@@ -5283,10 +7085,1186 @@ mcl_audit_verify_nextptr(void *next, mcache_audit_t *mca)
        }
 }
 
+/* This function turns on mbuf leak detection */
+static void
+mleak_activate(void)
+{
+       mleak_table.mleak_sample_factor = MLEAK_SAMPLE_FACTOR;
+       PE_parse_boot_argn("mleak_sample_factor",
+           &mleak_table.mleak_sample_factor,
+           sizeof (mleak_table.mleak_sample_factor));
+
+       if (mleak_table.mleak_sample_factor == 0)
+               mclfindleak = 0;
+
+       if (mclfindleak == 0)
+               return;
+
+       vm_size_t alloc_size =
+           mleak_alloc_buckets * sizeof (struct mallocation);
+       vm_size_t trace_size = mleak_trace_buckets * sizeof (struct mtrace);
+
+       MALLOC(mleak_allocations, struct mallocation *, alloc_size,
+           M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
+       VERIFY(mleak_allocations != NULL);
+
+       MALLOC(mleak_traces, struct mtrace *, trace_size,
+           M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
+       VERIFY(mleak_traces != NULL);
+
+       MALLOC(mleak_stat, mleak_stat_t *, MLEAK_STAT_SIZE(MLEAK_NUM_TRACES),
+           M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
+       VERIFY(mleak_stat != NULL);
+       mleak_stat->ml_cnt = MLEAK_NUM_TRACES;
+#ifdef __LP64__
+       mleak_stat->ml_isaddr64 = 1;
+#endif /* __LP64__ */
+}
+
+static void
+mleak_logger(u_int32_t num, mcache_obj_t *addr, boolean_t alloc)
+{
+       int temp;
+
+       if (mclfindleak == 0)
+               return;
+
+       if (!alloc)
+               return (mleak_free(addr));
+
+       temp = atomic_add_32_ov(&mleak_table.mleak_capture, 1);
+
+       if ((temp % mleak_table.mleak_sample_factor) == 0 && addr != NULL) {
+               uintptr_t bt[MLEAK_STACK_DEPTH];
+               int logged = backtrace(bt, MLEAK_STACK_DEPTH);
+               mleak_log(bt, addr, logged, num);
+       }
+}
+
+/*
+ * This function records the allocation in the mleak_allocations table
+ * and the backtrace in the mleak_traces table; if allocation slot is in use,
+ * replace old allocation with new one if the trace slot is in use, return
+ * (or increment refcount if same trace).
+ */
+static boolean_t
+mleak_log(uintptr_t *bt, mcache_obj_t *addr, uint32_t depth, int num)
+{
+       struct mallocation *allocation;
+       struct mtrace *trace;
+       uint32_t trace_index;
+
+       /* Quit if someone else modifying the tables */
+       if (!lck_mtx_try_lock_spin(mleak_lock)) {
+               mleak_table.total_conflicts++;
+               return (FALSE);
+       }
+
+       allocation = &mleak_allocations[hashaddr((uintptr_t)addr,
+           mleak_alloc_buckets)];
+       trace_index = hashbacktrace(bt, depth, mleak_trace_buckets);
+       trace = &mleak_traces[trace_index];
+
+       VERIFY(allocation <= &mleak_allocations[mleak_alloc_buckets - 1]);
+       VERIFY(trace <= &mleak_traces[mleak_trace_buckets - 1]);
+
+       allocation->hitcount++;
+       trace->hitcount++;
+
+       /*
+        * If the allocation bucket we want is occupied
+        * and the occupier has the same trace, just bail.
+        */
+       if (allocation->element != NULL &&
+           trace_index == allocation->trace_index) {
+               mleak_table.alloc_collisions++;
+               lck_mtx_unlock(mleak_lock);
+               return (TRUE);
+       }
+
+       /*
+        * Store the backtrace in the traces array;
+        * Size of zero = trace bucket is free.
+        */
+       if (trace->allocs > 0 &&
+           bcmp(trace->addr, bt, (depth * sizeof (uintptr_t))) != 0) {
+               /* Different, unique trace, but the same hash! Bail out. */
+               trace->collisions++;
+               mleak_table.trace_collisions++;
+               lck_mtx_unlock(mleak_lock);
+               return (TRUE);
+       } else if (trace->allocs > 0) {
+               /* Same trace, already added, so increment refcount */
+               trace->allocs++;
+       } else {
+               /* Found an unused trace bucket, so record the trace here */
+               if (trace->depth != 0) {
+                       /* this slot previously used but not currently in use */
+                       mleak_table.trace_overwrites++;
+               }
+               mleak_table.trace_recorded++;
+               trace->allocs = 1;
+               memcpy(trace->addr, bt, (depth * sizeof (uintptr_t)));
+               trace->depth = depth;
+               trace->collisions = 0;
+       }
+
+       /* Step 2: Store the allocation record in the allocations array */
+       if (allocation->element != NULL) {
+               /*
+                * Replace an existing allocation.  No need to preserve
+                * because only a subset of the allocations are being
+                * recorded anyway.
+                */
+               mleak_table.alloc_collisions++;
+       } else if (allocation->trace_index != 0) {
+               mleak_table.alloc_overwrites++;
+       }
+       allocation->element = addr;
+       allocation->trace_index = trace_index;
+       allocation->count = num;
+       mleak_table.alloc_recorded++;
+       mleak_table.outstanding_allocs++;
+
+       lck_mtx_unlock(mleak_lock);
+       return (TRUE);
+}
+
+static void
+mleak_free(mcache_obj_t *addr)
+{
+       while (addr != NULL) {
+               struct mallocation *allocation = &mleak_allocations
+                   [hashaddr((uintptr_t)addr, mleak_alloc_buckets)];
+
+               if (allocation->element == addr &&
+                   allocation->trace_index < mleak_trace_buckets) {
+                       lck_mtx_lock_spin(mleak_lock);
+                       if (allocation->element == addr &&
+                           allocation->trace_index < mleak_trace_buckets) {
+                               struct mtrace *trace;
+                               trace = &mleak_traces[allocation->trace_index];
+                               /* allocs = 0 means trace bucket is unused */
+                               if (trace->allocs > 0)
+                                       trace->allocs--;
+                               if (trace->allocs == 0)
+                                       trace->depth = 0;
+                               /* NULL element means alloc bucket is unused */
+                               allocation->element = NULL;
+                               mleak_table.outstanding_allocs--;
+                       }
+                       lck_mtx_unlock(mleak_lock);
+               }
+               addr = addr->obj_next;
+       }
+}
+
+static void
+mleak_sort_traces()
+{
+       int i, j, k;
+       struct mtrace *swap;
+
+       for(i = 0; i < MLEAK_NUM_TRACES; i++)
+               mleak_top_trace[i] = NULL;
+
+       for(i = 0, j = 0; j < MLEAK_NUM_TRACES && i < mleak_trace_buckets; i++)
+       {
+               if (mleak_traces[i].allocs <= 0)
+                       continue;
+
+               mleak_top_trace[j] = &mleak_traces[i];
+               for (k = j; k > 0; k--) {
+                       if (mleak_top_trace[k]->allocs <=
+                           mleak_top_trace[k-1]->allocs)
+                               break;
+
+                       swap = mleak_top_trace[k-1];
+                       mleak_top_trace[k-1] = mleak_top_trace[k];
+                       mleak_top_trace[k] = swap;
+               }
+               j++;
+       }
+
+       j--;
+       for(; i < mleak_trace_buckets; i++) {
+               if (mleak_traces[i].allocs <= mleak_top_trace[j]->allocs)
+                       continue;
+
+               mleak_top_trace[j] = &mleak_traces[i];
+
+               for (k = j; k > 0; k--) {
+                       if (mleak_top_trace[k]->allocs <=
+                           mleak_top_trace[k-1]->allocs)
+                               break;
+
+                       swap = mleak_top_trace[k-1];
+                       mleak_top_trace[k-1] = mleak_top_trace[k];
+                       mleak_top_trace[k] = swap;
+               }
+       }
+}
+
+static void
+mleak_update_stats()
+{
+       mleak_trace_stat_t *mltr;
+       int i;
+
+       VERIFY(mleak_stat != NULL);
+#ifdef __LP64__
+       VERIFY(mleak_stat->ml_isaddr64);
+#else
+       VERIFY(!mleak_stat->ml_isaddr64);
+#endif /* !__LP64__ */
+       VERIFY(mleak_stat->ml_cnt == MLEAK_NUM_TRACES);
+
+       mleak_sort_traces();
+
+       mltr = &mleak_stat->ml_trace[0];
+       bzero(mltr, sizeof (*mltr) * MLEAK_NUM_TRACES);
+       for (i = 0; i < MLEAK_NUM_TRACES; i++) {
+       int j;
+
+               if (mleak_top_trace[i] == NULL ||
+                   mleak_top_trace[i]->allocs == 0)
+                       continue;
+
+               mltr->mltr_collisions   = mleak_top_trace[i]->collisions;
+               mltr->mltr_hitcount     = mleak_top_trace[i]->hitcount;
+               mltr->mltr_allocs       = mleak_top_trace[i]->allocs;
+               mltr->mltr_depth        = mleak_top_trace[i]->depth;
+
+               VERIFY(mltr->mltr_depth <= MLEAK_STACK_DEPTH);
+               for (j = 0; j < mltr->mltr_depth; j++)
+                       mltr->mltr_addr[j] = mleak_top_trace[i]->addr[j];
+
+               mltr++;
+       }
+}
+
+static struct mbtypes {
+       int             mt_type;
+       const char      *mt_name;
+} mbtypes[] = {
+       { MT_DATA,      "data" },
+       { MT_OOBDATA,   "oob data" },
+       { MT_CONTROL,   "ancillary data" },
+       { MT_HEADER,    "packet headers" },
+       { MT_SOCKET,    "socket structures" },
+       { MT_PCB,       "protocol control blocks" },
+       { MT_RTABLE,    "routing table entries" },
+       { MT_HTABLE,    "IMP host table entries" },
+       { MT_ATABLE,    "address resolution tables" },
+       { MT_FTABLE,    "fragment reassembly queue headers" },
+       { MT_SONAME,    "socket names and addresses" },
+       { MT_SOOPTS,    "socket options" },
+       { MT_RIGHTS,    "access rights" },
+       { MT_IFADDR,    "interface addresses" },
+       { MT_TAG,       "packet tags" },
+       { 0,            NULL }
+};
+
+#define        MBUF_DUMP_BUF_CHK() {   \
+       clen -= k;              \
+       if (clen < 1)           \
+               goto done;      \
+       c += k;                 \
+}
+
+static char *
+mbuf_dump(void)
+{
+       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;
+       int nmbtypes = sizeof (mbstat.m_mtypes) / sizeof (short);
+       uint8_t seen[256];
+       struct mbtypes *mp;
+       mb_class_stat_t *sp;
+       mleak_trace_stat_t *mltr;
+       char *c = mbuf_dump_buf;
+       int i, k, clen = MBUF_DUMP_BUF_SIZE;
+
+       mbuf_dump_buf[0] = '\0';
+
+       /* synchronize all statistics in the mbuf table */
+       mbuf_stat_sync();
+       mbuf_mtypes_sync(TRUE);
+
+       sp = &mb_stat->mbs_class[0];
+       for (i = 0; i < mb_stat->mbs_cnt; i++, sp++) {
+               u_int32_t mem;
+
+               if (m_class(i) == MC_MBUF) {
+                       m_mbufs = sp->mbcl_active;
+               } else if (m_class(i) == MC_CL) {
+                       m_clfree = sp->mbcl_total - sp->mbcl_active;
+               } else if (m_class(i) == MC_BIGCL) {
+                       m_bigclfree = sp->mbcl_total - sp->mbcl_active;
+               } else if (njcl > 0 && m_class(i) == MC_16KCL) {
+                       m_16kclfree = sp->mbcl_total - sp->mbcl_active;
+                       m_16kclusters = sp->mbcl_total;
+               } else if (m_class(i) == MC_MBUF_CL) {
+                       m_mbufclfree = sp->mbcl_total - sp->mbcl_active;
+               } else if (m_class(i) == MC_MBUF_BIGCL) {
+                       m_mbufbigclfree = sp->mbcl_total - sp->mbcl_active;
+               } else if (njcl > 0 && m_class(i) == MC_MBUF_16KCL) {
+                       m_mbuf16kclfree = sp->mbcl_total - sp->mbcl_active;
+               }
+
+               mem = sp->mbcl_ctotal * sp->mbcl_size;
+               totmem += mem;
+               totfree += (sp->mbcl_mc_cached + sp->mbcl_infree) *
+                   sp->mbcl_size;
+               totreturned += sp->mbcl_release_cnt;
+
+       }
+
+       /* adjust free counts to include composite caches */
+       m_clfree += m_mbufclfree;
+       m_bigclfree += m_mbufbigclfree;
+       m_16kclfree += m_mbuf16kclfree;
+
+       totmbufs = 0;
+       for (mp = mbtypes; mp->mt_name != NULL; mp++)
+               totmbufs += mbstat.m_mtypes[mp->mt_type];
+       if (totmbufs > m_mbufs)
+               totmbufs = m_mbufs;
+       k = snprintf(c, clen, "%lu/%u mbufs in use:\n", totmbufs, m_mbufs);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+
+       bzero(&seen, sizeof (seen));
+       for (mp = mbtypes; mp->mt_name != NULL; mp++) {
+               if (mbstat.m_mtypes[mp->mt_type] != 0) {
+                       seen[mp->mt_type] = 1;
+                       k = snprintf(c, clen, "\t%u mbufs allocated to %s\n",
+                           mbstat.m_mtypes[mp->mt_type], mp->mt_name);
+                       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               }
+       }
+       seen[MT_FREE] = 1;
+       for (i = 0; i < nmbtypes; i++)
+               if (!seen[i] && mbstat.m_mtypes[i] != 0) {
+                       k = snprintf(c, clen, "\t%u mbufs allocated to "
+                           "<mbuf type %d>\n", mbstat.m_mtypes[i], i);
+                       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               }
+       if ((m_mbufs - totmbufs) > 0) {
+               k = snprintf(c, clen, "\t%lu mbufs allocated to caches\n",
+                   m_mbufs - totmbufs);
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       }
+       k = snprintf(c, clen, "%u/%u mbuf 2KB clusters in use\n"
+           "%u/%u mbuf 4KB clusters in use\n",
+           (unsigned int)(mbstat.m_clusters - m_clfree),
+           (unsigned int)mbstat.m_clusters,
+           (unsigned int)(mbstat.m_bigclusters - m_bigclfree),
+           (unsigned int)mbstat.m_bigclusters);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+
+       if (njcl > 0) {
+               k = snprintf(c, clen, "%u/%u mbuf %uKB clusters in use\n",
+                   m_16kclusters - m_16kclfree, m_16kclusters,
+                   njclbytes / 1024);
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       }
+       totused = totmem - totfree;
+       if (totmem == 0) {
+               totpct = 0;
+       } else if (totused < (ULONG_MAX / 100)) {
+               totpct = (totused * 100) / totmem;
+       } else {
+               u_long totmem1 = totmem / 100;
+               u_long totused1 = totused / 100;
+               totpct = (totused1 * 100) / totmem1;
+       }
+       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();
+
+       k = snprintf(c, clen, "\nmbuf leak detection table:\n");
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "\ttotal captured: %u (one per %u)\n",
+           mleak_table.mleak_capture / mleak_table.mleak_sample_factor,
+           mleak_table.mleak_sample_factor);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "\ttotal allocs outstanding: %llu\n",
+           mleak_table.outstanding_allocs);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "\tnew hash recorded: %llu allocs, %llu traces\n",
+           mleak_table.alloc_recorded, mleak_table.trace_recorded);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "\thash collisions: %llu allocs, %llu traces\n",
+           mleak_table.alloc_collisions, mleak_table.trace_collisions);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "\toverwrites: %llu allocs, %llu traces\n",
+           mleak_table.alloc_overwrites, mleak_table.trace_overwrites);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       k = snprintf(c, clen, "\tlock conflicts: %llu\n\n",
+           mleak_table.total_conflicts);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+
+       k = snprintf(c, clen, "top %d outstanding traces:\n",
+           mleak_stat->ml_cnt);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       for (i = 0; i < mleak_stat->ml_cnt; i++) {
+               mltr = &mleak_stat->ml_trace[i];
+               k = snprintf(c, clen, "[%d] %llu outstanding alloc(s), "
+                   "%llu hit(s), %llu collision(s)\n", (i + 1),
+                   mltr->mltr_allocs, mltr->mltr_hitcount,
+                   mltr->mltr_collisions);
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       }
+
+       if (mleak_stat->ml_isaddr64)
+               k = snprintf(c, clen, MB_LEAK_HDR_64);
+       else
+               k = snprintf(c, clen, MB_LEAK_HDR_32);
+       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+
+       for (i = 0; i < MLEAK_STACK_DEPTH; i++) {
+               int j;
+               k = snprintf(c, clen, "%2d: ", (i + 1));
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               for (j = 0; j < mleak_stat->ml_cnt; j++) {
+                       mltr = &mleak_stat->ml_trace[j];
+                       if (i < mltr->mltr_depth) {
+                               if (mleak_stat->ml_isaddr64) {
+                                       k = snprintf(c, clen, "0x%0llx  ",
+                                           (uint64_t)VM_KERNEL_UNSLIDE(
+                                               mltr->mltr_addr[i]));
+                               } else {
+                                       k = snprintf(c, clen,
+                                           "0x%08x  ",
+                                           (uint32_t)VM_KERNEL_UNSLIDE(
+                                               mltr->mltr_addr[i]));
+                               }
+                       } else {
+                               if (mleak_stat->ml_isaddr64)
+                                       k = snprintf(c, clen,
+                                           MB_LEAK_SPACING_64);
+                               else
+                                       k = snprintf(c, clen,
+                                           MB_LEAK_SPACING_32);
+                       }
+                       MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+               }
+               k = snprintf(c, clen, "\n");
+               MBUF_DUMP_BUF_CHK();
+       }
+done:
+       return (mbuf_dump_buf);
+}
+
+#undef MBUF_DUMP_BUF_CHK
+
+/*
+ * Convert between a regular and a packet header mbuf.  Caller is responsible
+ * for setting or clearing M_PKTHDR; this routine does the rest of the work.
+ */
+int
+m_reinit(struct mbuf *m, int hdr)
+{
+       int ret = 0;
+
+       if (hdr) {
+               VERIFY(!(m->m_flags & M_PKTHDR));
+               if (!(m->m_flags & M_EXT) &&
+                   (m->m_data != m->m_dat || m->m_len > 0)) {
+                       /*
+                        * If there's no external cluster attached and the
+                        * mbuf appears to contain user data, we cannot
+                        * safely convert this to a packet header mbuf,
+                        * as the packet header structure might overlap
+                        * with the data.
+                        */
+                       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);
+                       m->m_flags |= M_PKTHDR;
+                       MBUF_INIT_PKTHDR(m);
+               }
+       } else {
+               /* Check for scratch area overflow */
+               m_redzone_verify(m);
+               /* Free the aux data and tags if there is any */
+               m_tag_delete_chain(m, NULL);
+               m->m_flags &= ~M_PKTHDR;
+       }
+
+       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);
+
+       /* 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;
+
+               lck_mtx_lock(mbuf_mlock);
+               mca = mcl_audit_buf2mca(MC_MBUF, (mcache_obj_t *)m);
+               if (mca->mca_uflags & MB_SCVALID)
+                       mcl_audit_scratch(mca);
+               lck_mtx_unlock(mbuf_mlock);
+       }
+
+       *p = (u_int8_t *)&pkt->pkt_mpriv;
+       return (sizeof (pkt->pkt_mpriv));
+}
+
+static void
+m_redzone_init(struct mbuf *m)
+{
+       VERIFY(m->m_flags & M_PKTHDR);
+       /*
+        * Each mbuf has a unique red zone pattern, which is a XOR
+        * of the red zone cookie and the address of the mbuf.
+        */
+       m->m_pkthdr.redzone = ((u_int32_t)(uintptr_t)m) ^ mb_redzone_cookie;
+}
+
+static void
+m_redzone_verify(struct mbuf *m)
+{
+       u_int32_t mb_redzone;
+
+       VERIFY(m->m_flags & M_PKTHDR);
+
+       mb_redzone = ((u_int32_t)(uintptr_t)m) ^ mb_redzone_cookie;
+       if (m->m_pkthdr.redzone != mb_redzone) {
+               panic("mbuf %p redzone violation with value 0x%x "
+                   "(instead of 0x%x, using cookie 0x%x)\n",
+                   m, m->m_pkthdr.redzone, mb_redzone, mb_redzone_cookie);
+               /* NOTREACHED */
+       }
+}
+
+__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);
-SYSCTL_PROC(_kern_ipc, KIPC_MBSTAT, mbstat, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+#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,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
     0, 0, mbstat_sysctl, "S,mbstat", "");
-SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_stat, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_stat,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
     0, 0, mb_stat_sysctl, "S,mb_stat", "");
-SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_normalized, CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
-    &mb_normalized, 0, "");
+SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mleak_top_trace,
+    CTLTYPE_STRUCT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_LOCKED,
+    0, 0, mleak_top_trace_sysctl, "S,mb_top_trace", "");
+SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mleak_table,
+    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, "");
+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");