sys/kern/subr_mbuf.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2001
   3  *      Bosko Milekic <bmilekic@FreeBSD.org>.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. The name of the author may not be used to endorse or promote products
  14  *    derived from this software without specific prior written permission.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  * $FreeBSD$
  29  */
  30
  31 #include "opt_param.h"
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/malloc.h>
  35 #include <sys/mbuf.h>
  36 #include <sys/lock.h>
  37 #include <sys/mutex.h>
  38 #include <sys/condvar.h>
  39 #include <sys/smp.h>
  40 #include <sys/kernel.h>
  41 #include <sys/sysctl.h>
  42 #include <sys/domain.h>
  43 #include <sys/protosw.h>
  44
  45 #include <vm/vm.h>
  46 #include <vm/vm_kern.h>
  47 #include <vm/vm_extern.h>
  48
  49 /*
  50  * Maximum number of PCPU containers. If you know what you're doing you could
  51  * explicitly define MBALLOC_NCPU to be exactly the number of CPUs on your
  52  * system during compilation, and thus prevent kernel structure bloat.
  53  *
  54  * SMP and non-SMP kernels clearly have a different number of possible CPUs,
  55  * but because we cannot assume a dense array of CPUs, we always allocate
  56  * and traverse PCPU containers up to NCPU amount and merely check for
  57  * CPU availability.
  58  */
  59 #ifdef MBALLOC_NCPU
  60 #define NCPU    MBALLOC_NCPU
  61 #else
  62 #define NCPU    MAXCPU
  63 #endif
  64
  65 /*-
  66  * The mbuf allocator is heavily based on Alfred Perlstein's
  67  * (alfred@FreeBSD.org) "memcache" allocator which is itself based
  68  * on concepts from several per-CPU memory allocators. The difference
  69  * between this allocator and memcache is that, among other things:
  70  *
  71  * (i) We don't free back to the map from the free() routine - we leave the
  72  *     option of implementing lazy freeing (from a kproc) in the future.
  73  *
  74  * (ii) We allocate from separate sub-maps of kmem_map, thus limiting the
  75  *      maximum number of allocatable objects of a given type. Further,
  76  *      we handle blocking on a cv in the case that the map is starved and
  77  *      we have to rely solely on cached (circulating) objects.
  78  *
  79  * The mbuf allocator keeps all objects that it allocates in mb_buckets.
  80  * The buckets keep a page worth of objects (an object can be an mbuf or an
  81  * mbuf cluster) and facilitate moving larger sets of contiguous objects
  82  * from the per-CPU lists to the main list for the given object. The buckets
  83  * also have an added advantage in that after several moves from a per-CPU
  84  * list to the main list and back to the per-CPU list, contiguous objects
  85  * are kept together, thus trying to put the TLB cache to good use.
  86  *
  87  * The buckets are kept on singly-linked lists called "containers." A container
  88  * is protected by a mutex lock in order to ensure consistency.  The mutex lock
  89  * itself is allocated seperately and attached to the container at boot time,
  90  * thus allowing for certain containers to share the same mutex lock.  Per-CPU
  91  * containers for mbufs and mbuf clusters all share the same per-CPU
  92  * lock whereas the "general system" containers (i.e., the "main lists") for
  93  * these objects share one global lock.
  94  */
  95 struct mb_bucket {
  96         SLIST_ENTRY(mb_bucket) mb_blist;
  97         int     mb_owner;
  98         int     mb_numfree;
  99         void    *mb_free[0];
 100 };
 101
 102 struct mb_container {
 103         SLIST_HEAD(mc_buckethd, mb_bucket) mc_bhead;
 104         struct  mtx *mc_lock;
 105         int     mc_numowner;
 106         u_int   mc_starved;
 107         long    *mc_types;
 108         u_long  *mc_objcount;
 109         u_long  *mc_numpgs;
 110 };
 111
 112 struct mb_gen_list {
 113         struct  mb_container mb_cont;
 114         struct  cv mgl_mstarved;
 115 };
 116
 117 struct mb_pcpu_list {
 118         struct  mb_container mb_cont;
 119 };
 120
 121 /*
 122  * Boot-time configurable object counts that will determine the maximum
 123  * number of permitted objects in the mbuf and mcluster cases.  In the
 124  * ext counter (nmbcnt) case, it's just an indicator serving to scale
 125  * kmem_map size properly - in other words, we may be allowed to allocate
 126  * more than nmbcnt counters, whereas we will never be allowed to allocate
 127  * more than nmbufs mbufs or nmbclusters mclusters.
 128  * As for nsfbufs, it is used to indicate how many sendfile(2) buffers will be
 129  * allocatable by the sfbuf allocator (found in uipc_syscalls.c)
 130  */
 131 #ifndef NMBCLUSTERS
 132 #define NMBCLUSTERS     (1024 + maxusers * 64)
 133 #endif
 134 #ifndef NMBUFS
 135 #define NMBUFS          (nmbclusters * 2)
 136 #endif
 137 #ifndef NSFBUFS
 138 #define NSFBUFS         (512 + maxusers * 16)
 139 #endif
 140 #ifndef NMBCNTS
 141 #define NMBCNTS         (nmbclusters + nsfbufs)
 142 #endif
 143 int     nmbufs;
 144 int     nmbclusters;
 145 int     nmbcnt;
 146 int     nsfbufs;
 147
 148 /*
 149  * Perform sanity checks of tunables declared above.
 150  */
 151 static void
 152 tunable_mbinit(void *dummy)
 153 {
 154
 155         /*
 156          * This has to be done before VM init.
 157          */
 158         nmbclusters = NMBCLUSTERS;
 159         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nmbclusters", &nmbclusters);
 160         nmbufs = NMBUFS;
 161         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nmbufs", &nmbufs);
 162         nsfbufs = NSFBUFS;
 163         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nsfbufs", &nsfbufs);
 164         nmbcnt = NMBCNTS;
 165         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nmbcnt", &nmbcnt);
 166         /* Sanity checks */
 167         if (nmbufs < nmbclusters * 2)
 168                 nmbufs = nmbclusters * 2;
 169         if (nmbcnt < nmbclusters + nsfbufs)
 170                 nmbcnt = nmbclusters + nsfbufs;
 171 }
 172 SYSINIT(tunable_mbinit, SI_SUB_TUNABLES, SI_ORDER_ANY, tunable_mbinit, NULL);
 173
 174 /*
 175  * The freelist structures and mutex locks.  The number statically declared
 176  * here depends on the number of CPUs.
 177  *
 178  * We set up in such a way that all the objects (mbufs, clusters)
 179  * share the same mutex lock.  It has been established that we do not benefit
 180  * from different locks for different objects, so we use the same lock,
 181  * regardless of object type.
 182  */
 183 struct mb_lstmngr {
 184         struct mb_gen_list *ml_genlist;
 185         struct mb_pcpu_list *ml_cntlst[NCPU];
 186         struct mb_bucket **ml_btable;
 187         vm_map_t        ml_map;
 188         vm_offset_t     ml_mapbase;
 189         vm_offset_t     ml_maptop;
 190         int             ml_mapfull;
 191         u_int           ml_objsize;
 192         u_int           *ml_wmhigh;
 193 };
 194 static struct mb_lstmngr mb_list_mbuf, mb_list_clust;
 195 static struct mtx mbuf_gen, mbuf_pcpu[NCPU];
 196
 197 /*
 198  * Local macros for internal allocator structure manipulations.
 199  */
 200 #ifdef SMP
 201 #define MB_GET_PCPU_LIST(mb_lst)        (mb_lst)->ml_cntlst[PCPU_GET(cpuid)]
 202 #else
 203 #define MB_GET_PCPU_LIST(mb_lst)        (mb_lst)->ml_cntlst[0]
 204 #endif
 205
 206 #define MB_GET_GEN_LIST(mb_lst)         (mb_lst)->ml_genlist
 207
 208 #define MB_LOCK_CONT(mb_cnt)            mtx_lock((mb_cnt)->mb_cont.mc_lock)
 209
 210 #define MB_UNLOCK_CONT(mb_cnt)          mtx_unlock((mb_cnt)->mb_cont.mc_lock)
 211
 212 #define MB_GET_PCPU_LIST_NUM(mb_lst, num)                               \
 213     (mb_lst)->ml_cntlst[(num)]
 214
 215 #define MB_BUCKET_INDX(mb_obj, mb_lst)                                  \
 216     (int)(((caddr_t)(mb_obj) - (caddr_t)(mb_lst)->ml_mapbase) / PAGE_SIZE)
 217
 218 #define MB_GET_OBJECT(mb_objp, mb_bckt, mb_lst)                         \
 219 {                                                                       \
 220         struct mc_buckethd *_mchd = &((mb_lst)->mb_cont.mc_bhead);      \
 221                                                                         \
 222         (mb_bckt)->mb_numfree--;                                        \
 223         (mb_objp) = (mb_bckt)->mb_free[((mb_bckt)->mb_numfree)];        \
 224         (*((mb_lst)->mb_cont.mc_objcount))--;                           \
 225         if ((mb_bckt)->mb_numfree == 0) {                               \
 226                 SLIST_REMOVE_HEAD(_mchd, mb_blist);                     \
 227                 SLIST_NEXT((mb_bckt), mb_blist) = NULL;                 \
 228                 (mb_bckt)->mb_owner |= MB_BUCKET_FREE;                  \
 229         }                                                               \
 230 }
 231
 232 #define MB_PUT_OBJECT(mb_objp, mb_bckt, mb_lst)                         \
 233         (mb_bckt)->mb_free[((mb_bckt)->mb_numfree)] = (mb_objp);        \
 234         (mb_bckt)->mb_numfree++;                                        \
 235         (*((mb_lst)->mb_cont.mc_objcount))++;
 236
 237 #define MB_MBTYPES_INC(mb_cnt, mb_type, mb_num)                         \
 238         if ((mb_type) != MT_NOTMBUF)                                    \
 239             (*((mb_cnt)->mb_cont.mc_types + (mb_type))) += (mb_num)
 240
 241 #define MB_MBTYPES_DEC(mb_cnt, mb_type, mb_num)                         \
 242         if ((mb_type) != MT_NOTMBUF)                                    \
 243             (*((mb_cnt)->mb_cont.mc_types + (mb_type))) -= (mb_num)
 244
 245 /*
 246  * Ownership of buckets/containers is represented by integers.  The PCPU
 247  * lists range from 0 to NCPU-1.  We need a free numerical id for the general
 248  * list (we use NCPU).  We also need a non-conflicting free bit to indicate
 249  * that the bucket is free and removed from a container, while not losing
 250  * the bucket's originating container id.  We use the highest bit
 251  * for the free marker.
 252  */
 253 #define MB_GENLIST_OWNER        (NCPU)
 254 #define MB_BUCKET_FREE          (1 << (sizeof(int) * 8 - 1))
 255
 256 /* Statistics structures for allocator (per-CPU and general). */
 257 static struct mbpstat mb_statpcpu[NCPU + 1];
 258 struct mbstat mbstat;
 259
 260 /* Sleep time for wait code (in ticks). */
 261 static int mbuf_wait = 64;
 262
 263 static u_int mbuf_limit = 512;  /* Upper limit on # of mbufs per CPU. */
 264 static u_int clust_limit = 128; /* Upper limit on # of clusters per CPU. */
 265
 266 /*
 267  * Objects exported by sysctl(8).
 268  */
 269 SYSCTL_DECL(_kern_ipc);
 270 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nmbclusters, CTLFLAG_RD, &nmbclusters, 0,
 271     "Maximum number of mbuf clusters available");
 272 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nmbufs, CTLFLAG_RD, &nmbufs, 0,
 273     "Maximum number of mbufs available");
 274 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nmbcnt, CTLFLAG_RD, &nmbcnt, 0,
 275     "Number used to scale kmem_map to ensure sufficient space for counters");
 276 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nsfbufs, CTLFLAG_RD, &nsfbufs, 0,
 277     "Maximum number of sendfile(2) sf_bufs available");
 278 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mbuf_wait, CTLFLAG_RW, &mbuf_wait, 0,
 279     "Sleep time of mbuf subsystem wait allocations during exhaustion");
 280 SYSCTL_UINT(_kern_ipc, OID_AUTO, mbuf_limit, CTLFLAG_RW, &mbuf_limit, 0,
 281     "Upper limit of number of mbufs allowed on each PCPU list");
 282 SYSCTL_UINT(_kern_ipc, OID_AUTO, clust_limit, CTLFLAG_RW, &clust_limit, 0,
 283     "Upper limit of number of mbuf clusters allowed on each PCPU list");
 284 SYSCTL_STRUCT(_kern_ipc, OID_AUTO, mbstat, CTLFLAG_RD, &mbstat, mbstat,
 285     "Mbuf general information and statistics");
 286 SYSCTL_OPAQUE(_kern_ipc, OID_AUTO, mb_statpcpu, CTLFLAG_RD, mb_statpcpu,
 287     sizeof(mb_statpcpu), "S,", "Mbuf allocator per CPU statistics");
 288
 289 /*
 290  * Prototypes of local allocator routines.
 291  */
 292 static void             *mb_alloc_wait(struct mb_lstmngr *, short);
 293 static struct mb_bucket *mb_pop_cont(struct mb_lstmngr *, int,
 294                             struct mb_pcpu_list *);
 295 static void              mb_reclaim(void);
 296 static void              mbuf_init(void *);
 297
 298 /*
 299  * Initial allocation numbers.  Each parameter represents the number of buckets
 300  * of each object that will be placed initially in each PCPU container for
 301  * said object.
 302  */
 303 #define NMB_MBUF_INIT   4
 304 #define NMB_CLUST_INIT  16
 305
 306 /*
 307  * Initialize the mbuf subsystem.
 308  *
 309  * We sub-divide the kmem_map into several submaps; this way, we don't have
 310  * to worry about artificially limiting the number of mbuf or mbuf cluster
 311  * allocations, due to fear of one type of allocation "stealing" address
 312  * space initially reserved for another.
 313  *
 314  * Set up both the general containers and all the PCPU containers.  Populate
 315  * the PCPU containers with initial numbers.
 316  */
 317 MALLOC_DEFINE(M_MBUF, "mbufmgr", "mbuf subsystem management structures");
 318 SYSINIT(mbuf, SI_SUB_MBUF, SI_ORDER_FIRST, mbuf_init, NULL)
 319 void
 320 mbuf_init(void *dummy)
 321 {
 322         struct mb_pcpu_list *pcpu_cnt;
 323         vm_size_t mb_map_size;
 324         int i, j;
 325
 326         /*
 327          * Set up all the submaps, for each type of object that we deal
 328          * with in this allocator.
 329          */
 330         mb_map_size = (vm_size_t)(nmbufs * MSIZE);
 331         mb_map_size = rounddown(mb_map_size, PAGE_SIZE);
 332         mb_list_mbuf.ml_btable = malloc((unsigned long)mb_map_size / PAGE_SIZE *
 333             sizeof(struct mb_bucket *), M_MBUF, M_NOWAIT);
 334         if (mb_list_mbuf.ml_btable == NULL)
 335                 goto bad;
 336         mb_list_mbuf.ml_map = kmem_suballoc(kmem_map,&(mb_list_mbuf.ml_mapbase),
 337             &(mb_list_mbuf.ml_maptop), mb_map_size);
 338         mb_list_mbuf.ml_mapfull = 0;
 339         mb_list_mbuf.ml_objsize = MSIZE;
 340         mb_list_mbuf.ml_wmhigh = &mbuf_limit;
 341
 342         mb_map_size = (vm_size_t)(nmbclusters * MCLBYTES);
 343         mb_map_size = rounddown(mb_map_size, PAGE_SIZE);
 344         mb_list_clust.ml_btable = malloc((unsigned long)mb_map_size / PAGE_SIZE
 345             * sizeof(struct mb_bucket *), M_MBUF, M_NOWAIT);
 346         if (mb_list_clust.ml_btable == NULL)
 347                 goto bad;
 348         mb_list_clust.ml_map = kmem_suballoc(kmem_map,
 349             &(mb_list_clust.ml_mapbase), &(mb_list_clust.ml_maptop),
 350             mb_map_size);
 351         mb_list_clust.ml_mapfull = 0;
 352         mb_list_clust.ml_objsize = MCLBYTES;
 353         mb_list_clust.ml_wmhigh = &clust_limit;
 354
 355         /* XXX XXX XXX: mbuf_map->system_map = clust_map->system_map = 1. */
 356
 357         /*
 358          * Allocate required general (global) containers for each object type.
 359          */
 360         mb_list_mbuf.ml_genlist = malloc(sizeof(struct mb_gen_list), M_MBUF,
 361             M_NOWAIT);
 362         mb_list_clust.ml_genlist = malloc(sizeof(struct mb_gen_list), M_MBUF,
 363             M_NOWAIT);
 364         if ((mb_list_mbuf.ml_genlist == NULL) ||
 365             (mb_list_clust.ml_genlist == NULL))
 366                 goto bad;
 367
 368         /*
 369          * Initialize condition variables and general container mutex locks.
 370          */
 371         mtx_init(&mbuf_gen, "mbuf subsystem general lists lock", 0);
 372         cv_init(&(mb_list_mbuf.ml_genlist->mgl_mstarved), "mbuf pool starved");
 373         cv_init(&(mb_list_clust.ml_genlist->mgl_mstarved),
 374             "mcluster pool starved");
 375         mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_lock =
 376             mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_lock = &mbuf_gen;
 377
 378         /*
 379          * Set up the general containers for each object.
 380          */
 381         mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_numowner =
 382             mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_numowner = MB_GENLIST_OWNER;
 383         mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_starved =
 384             mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_starved = 0;
 385         mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_objcount =
 386             &(mb_statpcpu[MB_GENLIST_OWNER].mb_mbfree);
 387         mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_objcount =
 388             &(mb_statpcpu[MB_GENLIST_OWNER].mb_clfree);
 389         mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_numpgs =
 390             &(mb_statpcpu[MB_GENLIST_OWNER].mb_mbpgs);
 391         mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_numpgs =
 392             &(mb_statpcpu[MB_GENLIST_OWNER].mb_clpgs);
 393         mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_types =
 394             &(mb_statpcpu[MB_GENLIST_OWNER].mb_mbtypes[0]);
 395         mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_types = NULL;
 396         SLIST_INIT(&(mb_list_mbuf.ml_genlist->mb_cont.mc_bhead));
 397         SLIST_INIT(&(mb_list_clust.ml_genlist->mb_cont.mc_bhead));
 398
 399         /*
 400          * Initialize general mbuf statistics.
 401          */
 402         mbstat.m_msize = MSIZE;
 403         mbstat.m_mclbytes = MCLBYTES;
 404         mbstat.m_minclsize = MINCLSIZE;
 405         mbstat.m_mlen = MLEN;
 406         mbstat.m_mhlen = MHLEN;
 407         mbstat.m_numtypes = MT_NTYPES;
 408
 409         /*
 410          * Allocate and initialize PCPU containers.
 411          */
 412         for (i = 0; i < NCPU; i++) {
 413                 if (CPU_ABSENT(i))
 414                         continue;
 415
 416                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i] = malloc(sizeof(struct mb_pcpu_list),
 417                     M_MBUF, M_NOWAIT);
 418                 mb_list_clust.ml_cntlst[i] = malloc(sizeof(struct mb_pcpu_list),
 419                     M_MBUF, M_NOWAIT);
 420                 if ((mb_list_mbuf.ml_cntlst[i] == NULL) ||
 421                     (mb_list_clust.ml_cntlst[i] == NULL))
 422                         goto bad;
 423
 424                 mtx_init(&mbuf_pcpu[i], "mbuf PCPU list lock", 0);
 425                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_lock =
 426                     mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_lock = &mbuf_pcpu[i];
 427
 428                 mb_statpcpu[i].mb_active = 1;
 429                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_numowner =
 430                     mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_numowner = i;
 431                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_starved =
 432                     mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_starved = 0;
 433                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_objcount =
 434                     &(mb_statpcpu[i].mb_mbfree);
 435                 mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_objcount =
 436                     &(mb_statpcpu[i].mb_clfree);
 437                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_numpgs =
 438                     &(mb_statpcpu[i].mb_mbpgs);
 439                 mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_numpgs =
 440                     &(mb_statpcpu[i].mb_clpgs);
 441                 mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_types =
 442                     &(mb_statpcpu[i].mb_mbtypes[0]);
 443                 mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_types = NULL;
 444
 445                 SLIST_INIT(&(mb_list_mbuf.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_bhead));
 446                 SLIST_INIT(&(mb_list_clust.ml_cntlst[i]->mb_cont.mc_bhead));
 447
 448                 /*
 449                  * Perform initial allocations.
 450                  */
 451                 pcpu_cnt = MB_GET_PCPU_LIST_NUM(&mb_list_mbuf, i);
 452                 MB_LOCK_CONT(pcpu_cnt);
 453                 for (j = 0; j < NMB_MBUF_INIT; j++) {
 454                         if (mb_pop_cont(&mb_list_mbuf, M_DONTWAIT, pcpu_cnt)
 455                             == NULL)
 456                                 goto bad;
 457                 }
 458                 MB_UNLOCK_CONT(pcpu_cnt);
 459
 460                 pcpu_cnt = MB_GET_PCPU_LIST_NUM(&mb_list_clust, i);
 461                 MB_LOCK_CONT(pcpu_cnt);
 462                 for (j = 0; j < NMB_CLUST_INIT; j++) {
 463                         if (mb_pop_cont(&mb_list_clust, M_DONTWAIT, pcpu_cnt)
 464                             == NULL)
 465                                 goto bad;
 466                 }
 467                 MB_UNLOCK_CONT(pcpu_cnt);
 468         }
 469
 470         return;
 471 bad:
 472         panic("mbuf_init(): failed to initialize mbuf subsystem!");
 473 }
 474
 475 /*
 476  * Populate a given mbuf PCPU container with a bucket full of fresh new
 477  * buffers.  Return a pointer to the new bucket (already in the container if
 478  * successful), or return NULL on failure.
 479  *
 480  * LOCKING NOTES:
 481  * PCPU container lock must be held when this is called.
 482  * The lock is dropped here so that we can cleanly call the underlying VM
 483  * code.  If we fail, we return with no locks held. If we succeed (i.e., return
 484  * non-NULL), we return with the PCPU lock held, ready for allocation from
 485  * the returned bucket.
 486  */
 487 static struct mb_bucket *
 488 mb_pop_cont(struct mb_lstmngr *mb_list, int how, struct mb_pcpu_list *cnt_lst)
 489 {
 490         struct mb_bucket *bucket;
 491         caddr_t p;
 492         int i;
 493
 494         MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 495         /*
 496          * If our object's (finite) map is starved now (i.e., no more address
 497          * space), bail out now.
 498          */
 499         if (mb_list->ml_mapfull)
 500                 return (NULL);
 501
 502         bucket = malloc(sizeof(struct mb_bucket) +
 503             PAGE_SIZE / mb_list->ml_objsize * sizeof(void *), M_MBUF,
 504             how == M_TRYWAIT ? M_WAITOK : M_NOWAIT);
 505         if (bucket == NULL)
 506                 return (NULL);
 507
 508         p = (caddr_t)kmem_malloc(mb_list->ml_map, PAGE_SIZE,
 509             how == M_TRYWAIT ? M_WAITOK : M_NOWAIT);
 510         if (p == NULL) {
 511                 free(bucket, M_MBUF);
 512                 if (how == M_TRYWAIT)
 513                         mb_list->ml_mapfull = 1;
 514                 return (NULL);
 515         }
 516
 517         bucket->mb_numfree = 0;
 518         mb_list->ml_btable[MB_BUCKET_INDX(p, mb_list)] = bucket;
 519         for (i = 0; i < (PAGE_SIZE / mb_list->ml_objsize); i++) {
 520                 bucket->mb_free[i] = p;
 521                 bucket->mb_numfree++;
 522                 p += mb_list->ml_objsize;
 523         }
 524
 525         MB_LOCK_CONT(cnt_lst);
 526         bucket->mb_owner = cnt_lst->mb_cont.mc_numowner;
 527         SLIST_INSERT_HEAD(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead), bucket, mb_blist);
 528         (*(cnt_lst->mb_cont.mc_numpgs))++;
 529         *(cnt_lst->mb_cont.mc_objcount) += bucket->mb_numfree;
 530
 531         return (bucket);
 532 }
 533
 534 /*
 535  * Allocate an mbuf-subsystem type object.
 536  * The general case is very easy.  Complications only arise if our PCPU
 537  * container is empty.  Things get worse if the PCPU container is empty,
 538  * the general container is empty, and we've run out of address space
 539  * in our map; then we try to block if we're willing to (M_TRYWAIT).
 540  */
 541 static __inline
 542 void *
 543 mb_alloc(struct mb_lstmngr *mb_list, int how, short type)
 544 {
 545         static int last_report;
 546         struct mb_pcpu_list *cnt_lst;
 547         struct mb_bucket *bucket;
 548         void *m;
 549
 550         m = NULL;
 551         cnt_lst = MB_GET_PCPU_LIST(mb_list);
 552         MB_LOCK_CONT(cnt_lst);
 553
 554         if ((bucket = SLIST_FIRST(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead))) != NULL) {
 555                 /*
 556                  * This is the easy allocation case. We just grab an object
 557                  * from a bucket in the PCPU container. At worst, we
 558                  * have just emptied the bucket and so we remove it
 559                  * from the container.
 560                  */
 561                 MB_GET_OBJECT(m, bucket, cnt_lst);
 562                 MB_MBTYPES_INC(cnt_lst, type, 1);
 563                 MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 564         } else {
 565                 struct mb_gen_list *gen_list;
 566
 567                 /*
 568                  * This is the less-common more difficult case. We must
 569                  * first verify if the general list has anything for us
 570                  * and if that also fails, we must allocate a page from
 571                  * the map and create a new bucket to place in our PCPU
 572                  * container (already locked). If the map is starved then
 573                  * we're really in for trouble, as we have to wait on
 574                  * the general container's condition variable.
 575                  */
 576                 gen_list = MB_GET_GEN_LIST(mb_list);
 577                 MB_LOCK_CONT(gen_list);
 578
 579                 if ((bucket = SLIST_FIRST(&(gen_list->mb_cont.mc_bhead)))
 580                     != NULL) {
 581                         /*
 582                          * Give ownership of the bucket to our CPU's
 583                          * container, but only actually put the bucket
 584                          * in the container if it doesn't become free
 585                          * upon removing an mbuf from it.
 586                          */
 587                         SLIST_REMOVE_HEAD(&(gen_list->mb_cont.mc_bhead),
 588                             mb_blist);
 589                         bucket->mb_owner = cnt_lst->mb_cont.mc_numowner;
 590                         (*(gen_list->mb_cont.mc_numpgs))--;
 591                         (*(cnt_lst->mb_cont.mc_numpgs))++;
 592                         *(gen_list->mb_cont.mc_objcount) -= bucket->mb_numfree;
 593                         bucket->mb_numfree--;
 594                         m = bucket->mb_free[(bucket->mb_numfree)];
 595                         if (bucket->mb_numfree == 0) {
 596                                 SLIST_NEXT(bucket, mb_blist) = NULL;
 597                                 bucket->mb_owner |= MB_BUCKET_FREE;
 598                         } else {
 599                                 SLIST_INSERT_HEAD(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead),
 600                                      bucket, mb_blist);
 601                                 *(cnt_lst->mb_cont.mc_objcount) +=
 602                                     bucket->mb_numfree;
 603                         }
 604                         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 605                         MB_MBTYPES_INC(cnt_lst, type, 1);
 606                         MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 607                 } else {
 608                         /*
 609                          * We'll have to allocate a new page.
 610                          */
 611                         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 612                         bucket = mb_pop_cont(mb_list, how, cnt_lst);
 613                         if (bucket != NULL) {
 614                                 MB_GET_OBJECT(m, bucket, cnt_lst);
 615                                 MB_MBTYPES_INC(cnt_lst, type, 1);
 616                                 MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 617                         } else {
 618                                 if (how == M_TRYWAIT) {
 619                                         /*
 620                                          * Absolute worst-case scenario.
 621                                          * We block if we're willing to, but
 622                                          * only after trying to steal from
 623                                          * other lists.
 624                                          */
 625                                         m = mb_alloc_wait(mb_list, type);
 626                                 } else {
 627                                         /* XXX: No consistency. */
 628                                         mbstat.m_drops++;
 629
 630                                         if (ticks < last_report ||
 631                                            (ticks - last_report) >= hz) {
 632                                                 last_report = ticks;
 633                                                 printf(
 634 "mb_alloc for mbuf type %d failed.\n", type);
 635                                         }
 636
 637                                 }
 638                         }
 639                 }
 640         }
 641
 642         return (m);
 643 }
 644
 645 /*
 646  * This is the worst-case scenario called only if we're allocating with
 647  * M_TRYWAIT.  We first drain all the protocols, then try to find an mbuf
 648  * by looking in every PCPU container.  If we're still unsuccesful, we
 649  * try the general container one last time and possibly block on our
 650  * starved cv.
 651  */
 652 static void *
 653 mb_alloc_wait(struct mb_lstmngr *mb_list, short type)
 654 {
 655         struct mb_pcpu_list *cnt_lst;
 656         struct mb_gen_list *gen_list;
 657         struct mb_bucket *bucket;
 658         void *m;
 659         int i, cv_ret;
 660
 661         /*
 662          * Try to reclaim mbuf-related objects (mbufs, clusters).
 663          */
 664         mb_reclaim();
 665
 666         /*
 667          * Cycle all the PCPU containers. Increment starved counts if found
 668          * empty.
 669          */
 670         for (i = 0; i < NCPU; i++) {
 671                 if (CPU_ABSENT(i))
 672                         continue;
 673                 cnt_lst = MB_GET_PCPU_LIST_NUM(mb_list, i);
 674                 MB_LOCK_CONT(cnt_lst);
 675
 676                 /*
 677                  * If container is non-empty, get a single object from it.
 678                  * If empty, increment starved count.
 679                  */
 680                 if ((bucket = SLIST_FIRST(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead))) !=
 681                     NULL) {
 682                         MB_GET_OBJECT(m, bucket, cnt_lst);
 683                         MB_MBTYPES_INC(cnt_lst, type, 1);
 684                         MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 685                         mbstat.m_wait++;        /* XXX: No consistency. */
 686                         return (m);
 687                 } else
 688                         cnt_lst->mb_cont.mc_starved++;
 689
 690                 MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 691         }
 692
 693         /*
 694          * We're still here, so that means it's time to get the general
 695          * container lock, check it one more time (now that mb_reclaim()
 696          * has been called) and if we still get nothing, block on the cv.
 697          */
 698         gen_list = MB_GET_GEN_LIST(mb_list);
 699         MB_LOCK_CONT(gen_list);
 700         if ((bucket = SLIST_FIRST(&(gen_list->mb_cont.mc_bhead))) != NULL) {
 701                 MB_GET_OBJECT(m, bucket, gen_list);
 702                 MB_MBTYPES_INC(gen_list, type, 1);
 703                 MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 704                 mbstat.m_wait++;        /* XXX: No consistency. */
 705                 return (m);
 706         }
 707
 708         gen_list->mb_cont.mc_starved++;
 709         cv_ret = cv_timedwait(&(gen_list->mgl_mstarved),
 710             gen_list->mb_cont.mc_lock, mbuf_wait);
 711         gen_list->mb_cont.mc_starved--;
 712
 713         if ((cv_ret == 0) &&
 714             ((bucket = SLIST_FIRST(&(gen_list->mb_cont.mc_bhead))) != NULL)) {
 715                 MB_GET_OBJECT(m, bucket, gen_list);
 716                 MB_MBTYPES_INC(gen_list, type, 1);
 717                 mbstat.m_wait++;        /* XXX: No consistency. */
 718         } else {
 719                 mbstat.m_drops++;       /* XXX: No consistency. */
 720                 m = NULL;
 721         }
 722
 723         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 724
 725         return (m);
 726 }
 727
 728 /*-
 729  * Free an object to its rightful container.
 730  * In the very general case, this operation is really very easy.
 731  * Complications arise primarily if:
 732  *      (a) We've hit the high limit on number of free objects allowed in
 733  *          our PCPU container.
 734  *      (b) We're in a critical situation where our container has been
 735  *          marked 'starved' and we need to issue wakeups on the starved
 736  *          condition variable.
 737  *      (c) Minor (odd) cases: our bucket has migrated while we were
 738  *          waiting for the lock; our bucket is in the general container;
 739  *          our bucket is empty.
 740  */
 741 static __inline
 742 void
 743 mb_free(struct mb_lstmngr *mb_list, void *m, short type)
 744 {
 745         struct mb_pcpu_list *cnt_lst;
 746         struct mb_gen_list *gen_list;
 747         struct mb_bucket *bucket;
 748         u_int owner;
 749
 750         bucket = mb_list->ml_btable[MB_BUCKET_INDX(m, mb_list)];
 751
 752         /*
 753          * Make sure that if after we lock the bucket's present container the
 754          * bucket has migrated, that we drop the lock and get the new one.
 755          */
 756 retry_lock:
 757         owner = bucket->mb_owner & ~MB_BUCKET_FREE;
 758         switch (owner) {
 759         case MB_GENLIST_OWNER:
 760                 gen_list = MB_GET_GEN_LIST(mb_list);
 761                 MB_LOCK_CONT(gen_list);
 762                 if (owner != (bucket->mb_owner & ~MB_BUCKET_FREE)) {
 763                         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 764                         goto retry_lock;
 765                 }
 766
 767                 /*
 768                  * If we're intended for the general container, this is
 769                  * real easy: no migrating required. The only `bogon'
 770                  * is that we're now contending with all the threads
 771                  * dealing with the general list, but this is expected.
 772                  */
 773                 MB_PUT_OBJECT(m, bucket, gen_list);
 774                 MB_MBTYPES_DEC(gen_list, type, 1);
 775                 if (gen_list->mb_cont.mc_starved > 0)
 776                         cv_signal(&(gen_list->mgl_mstarved));
 777                 MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 778                 break;
 779
 780         default:
 781                 cnt_lst = MB_GET_PCPU_LIST_NUM(mb_list, owner);
 782                 MB_LOCK_CONT(cnt_lst);
 783                 if (owner != (bucket->mb_owner & ~MB_BUCKET_FREE)) {
 784                         MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 785                         goto retry_lock;
 786                 }
 787
 788                 MB_PUT_OBJECT(m, bucket, cnt_lst);
 789                 MB_MBTYPES_DEC(cnt_lst, type, 1);
 790
 791                 if (cnt_lst->mb_cont.mc_starved > 0) {
 792                         /*
 793                          * This is a tough case. It means that we've
 794                          * been flagged at least once to indicate that
 795                          * we're empty, and that the system is in a critical
 796                          * situation, so we ought to migrate at least one
 797                          * bucket over to the general container.
 798                          * There may or may not be a thread blocking on
 799                          * the starved condition variable, but chances
 800                          * are that one will eventually come up soon so
 801                          * it's better to migrate now than never.
 802                          */
 803                         gen_list = MB_GET_GEN_LIST(mb_list);
 804                         MB_LOCK_CONT(gen_list);
 805                         KASSERT((bucket->mb_owner & MB_BUCKET_FREE) != 0,
 806                             ("mb_free: corrupt bucket %p\n", bucket));
 807                         SLIST_INSERT_HEAD(&(gen_list->mb_cont.mc_bhead),
 808                             bucket, mb_blist);
 809                         bucket->mb_owner = MB_GENLIST_OWNER;
 810                         (*(cnt_lst->mb_cont.mc_objcount))--;
 811                         (*(gen_list->mb_cont.mc_objcount))++;
 812                         (*(cnt_lst->mb_cont.mc_numpgs))--;
 813                         (*(gen_list->mb_cont.mc_numpgs))++;
 814
 815                         /*
 816                          * Determine whether or not to keep transferring
 817                          * buckets to the general list or whether we've
 818                          * transferred enough already.
 819                          * We realize that although we may flag another
 820                          * bucket to be migrated to the general container
 821                          * that in the meantime, the thread that was
 822                          * blocked on the cv is already woken up and
 823                          * long gone. But in that case, the worst
 824                          * consequence is that we will end up migrating
 825                          * one bucket too many, which is really not a big
 826                          * deal, especially if we're close to a critical
 827                          * situation.
 828                          */
 829                         if (gen_list->mb_cont.mc_starved > 0) {
 830                                 cnt_lst->mb_cont.mc_starved--;
 831                                 cv_signal(&(gen_list->mgl_mstarved));
 832                         } else
 833                                 cnt_lst->mb_cont.mc_starved = 0;
 834
 835                         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 836                         MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 837                         break;
 838                 }
 839
 840                 if (*(cnt_lst->mb_cont.mc_objcount) > *(mb_list->ml_wmhigh)) {
 841                         /*
 842                          * We've hit the high limit of allowed numbers of mbufs
 843                          * on this PCPU list. We must now migrate a bucket
 844                          * over to the general container.
 845                          */
 846                         gen_list = MB_GET_GEN_LIST(mb_list);
 847                         MB_LOCK_CONT(gen_list);
 848                         if ((bucket->mb_owner & MB_BUCKET_FREE) == 0) {
 849                                 bucket =
 850                                     SLIST_FIRST(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead));
 851                                 SLIST_REMOVE_HEAD(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead),
 852                                     mb_blist);
 853                         }
 854                         SLIST_INSERT_HEAD(&(gen_list->mb_cont.mc_bhead),
 855                             bucket, mb_blist);
 856                         bucket->mb_owner = MB_GENLIST_OWNER;
 857                         *(cnt_lst->mb_cont.mc_objcount) -= bucket->mb_numfree;
 858                         *(gen_list->mb_cont.mc_objcount) += bucket->mb_numfree;
 859                         (*(cnt_lst->mb_cont.mc_numpgs))--;
 860                         (*(gen_list->mb_cont.mc_numpgs))++;
 861
 862                         /*
 863                          * While we're at it, transfer some of the mbtypes
 864                          * "count load" onto the general list's mbtypes
 865                          * array, seeing as how we're moving the bucket
 866                          * there now, meaning that the freeing of objects
 867                          * there will now decrement the _general list's_
 868                          * mbtypes counters, and no longer our PCPU list's
 869                          * mbtypes counters. We do this for the type presently
 870                          * being freed in an effort to keep the mbtypes
 871                          * counters approximately balanced across all lists.
 872                          */
 873                         MB_MBTYPES_DEC(cnt_lst, type, (PAGE_SIZE /
 874                             mb_list->ml_objsize) - bucket->mb_numfree);
 875                         MB_MBTYPES_INC(gen_list, type, (PAGE_SIZE /
 876                             mb_list->ml_objsize) - bucket->mb_numfree);
 877
 878                         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
 879                         MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 880                         break;
 881                 }
 882
 883                 if (bucket->mb_owner & MB_BUCKET_FREE) {
 884                         SLIST_INSERT_HEAD(&(cnt_lst->mb_cont.mc_bhead),
 885                             bucket, mb_blist);
 886                         bucket->mb_owner = cnt_lst->mb_cont.mc_numowner;
 887                 }
 888
 889                 MB_UNLOCK_CONT(cnt_lst);
 890                 break;
 891         }
 892 }
 893
 894 /*
 895  * Drain protocols in hopes to free up some resources.
 896  *
 897  * LOCKING NOTES:
 898  * No locks should be held when this is called.  The drain routines have to
 899  * presently acquire some locks which raises the possibility of lock order
 900  * violation if we're holding any mutex if that mutex is acquired in reverse
 901  * order relative to one of the locks in the drain routines.
 902  */
 903 static void
 904 mb_reclaim(void)
 905 {
 906         struct domain *dp;
 907         struct protosw *pr;
 908
 909 /*
 910  * XXX: Argh, we almost always trip here with witness turned on now-a-days
 911  * XXX: because we often come in with Giant held. For now, there's no way
 912  * XXX: to avoid this.
 913  */
 914 #ifdef WITNESS
 915         KASSERT(witness_list(curthread) == 0,
 916             ("mb_reclaim() called with locks held"));
 917 #endif
 918
 919         mbstat.m_drain++;       /* XXX: No consistency. */
 920
 921         for (dp = domains; dp != NULL; dp = dp->dom_next)
 922                 for (pr = dp->dom_protosw; pr < dp->dom_protoswNPROTOSW; pr++)
 923                         if (pr->pr_drain != NULL)
 924                                 (*pr->pr_drain)();
 925 }
 926
 927 /*
 928  * Local mbuf & cluster alloc macros and routines.
 929  * Local macro and function names begin with an underscore ("_").
 930  */
 931 static void     _mclfree(struct mbuf *);
 932
 933 #define _m_get(m, how, type) do {                                       \
 934         (m) = (struct mbuf *)mb_alloc(&mb_list_mbuf, (how), (type));    \
 935         if ((m) != NULL) {                                              \
 936                 (m)->m_type = (type);                                   \
 937                 (m)->m_next = NULL;                                     \
 938                 (m)->m_nextpkt = NULL;                                  \
 939                 (m)->m_data = (m)->m_dat;                               \
 940                 (m)->m_flags = 0;                                       \
 941         }                                                               \
 942 } while (0)
 943
 944 #define _m_gethdr(m, how, type) do {                                    \
 945         (m) = (struct mbuf *)mb_alloc(&mb_list_mbuf, (how), (type));    \
 946         if ((m) != NULL) {                                              \
 947                 (m)->m_type = (type);                                   \
 948                 (m)->m_next = NULL;                                     \
 949                 (m)->m_nextpkt = NULL;                                  \
 950                 (m)->m_data = (m)->m_pktdat;                            \
 951                 (m)->m_flags = M_PKTHDR;                                \
 952                 (m)->m_pkthdr.rcvif = NULL;                             \
 953                 (m)->m_pkthdr.csum_flags = 0;                           \
 954                 (m)->m_pkthdr.aux = NULL;                               \
 955         }                                                               \
 956 } while (0)
 957
 958 /* XXX: Check for M_PKTHDR && m_pkthdr.aux is bogus... please fix (see KAME). */
 959 #define _m_free(m, n) do {                                              \
 960         (n) = (m)->m_next;                                              \
 961         if ((m)->m_flags & M_EXT)                                       \
 962                 MEXTFREE((m));                                          \
 963         if (((m)->m_flags & M_PKTHDR) != 0 && (m)->m_pkthdr.aux) {      \
 964                 m_freem((m)->m_pkthdr.aux);                             \
 965                 (m)->m_pkthdr.aux = NULL;                               \
 966         }                                                               \
 967         mb_free(&mb_list_mbuf, (m), (m)->m_type);                       \
 968 } while (0)
 969
 970 #define _mext_init_ref(m) do {                                          \
 971         (m)->m_ext.ref_cnt = malloc(sizeof(u_int), M_MBUF, M_NOWAIT);   \
 972         if ((m)->m_ext.ref_cnt != NULL) {                               \
 973                 *((m)->m_ext.ref_cnt) = 0;                              \
 974                 MEXT_ADD_REF((m));                                      \
 975         }                                                               \
 976 } while (0)
 977
 978 #define _mext_dealloc_ref(m)                                            \
 979         free((m)->m_ext.ref_cnt, M_MBUF)
 980
 981 void
 982 _mext_free(struct mbuf *mb)
 983 {
 984
 985         if (mb->m_ext.ext_type == EXT_CLUSTER)
 986                 mb_free(&mb_list_clust, (caddr_t)mb->m_ext.ext_buf, MT_NOTMBUF);
 987         else
 988                 (*(mb->m_ext.ext_free))(mb->m_ext.ext_buf, mb->m_ext.ext_args);
 989         _mext_dealloc_ref(mb);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * We only include this here to avoid making m_clget() excessively large
 994  * due to too much inlined code.
 995  */
 996 static void
 997 _mclfree(struct mbuf *mb)
 998 {
 999
1000         mb_free(&mb_list_clust, (caddr_t)mb->m_ext.ext_buf, MT_NOTMBUF);
1001         mb->m_ext.ext_buf = NULL;
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Exported space allocation and de-allocation routines.
1006  */
1007 struct mbuf *
1008 m_get(int how, int type)
1009 {
1010         struct mbuf *mb;
1011
1012         _m_get(mb, how, type);
1013         return (mb);
1014 }
1015
1016 struct mbuf *
1017 m_gethdr(int how, int type)
1018 {
1019         struct mbuf *mb;
1020
1021         _m_gethdr(mb, how, type);
1022         return (mb);
1023 }
1024
1025 struct mbuf *
1026 m_get_clrd(int how, int type)
1027 {
1028         struct mbuf *mb;
1029
1030         _m_get(mb, how, type);
1031         if (mb != NULL)
1032                 bzero(mtod(mb, caddr_t), MLEN);
1033         return (mb);
1034 }
1035
1036 struct mbuf *
1037 m_gethdr_clrd(int how, int type)
1038 {
1039         struct mbuf *mb;
1040
1041         _m_gethdr(mb, how, type);
1042         if (mb != NULL)
1043                 bzero(mtod(mb, caddr_t), MHLEN);
1044         return (mb);
1045 }
1046
1047 struct mbuf *
1048 m_free(struct mbuf *mb)
1049 {
1050         struct mbuf *nb;
1051
1052         _m_free(mb, nb);
1053         return (nb);
1054 }
1055
1056 void
1057 m_clget(struct mbuf *mb, int how)
1058 {
1059
1060         mb->m_ext.ext_buf = (caddr_t)mb_alloc(&mb_list_clust, how, MT_NOTMBUF);
1061         if (mb->m_ext.ext_buf != NULL) {
1062                 _mext_init_ref(mb);
1063                 if (mb->m_ext.ref_cnt == NULL)
1064                         _mclfree(mb);
1065                 else {
1066                         mb->m_data = mb->m_ext.ext_buf;
1067                         mb->m_flags |= M_EXT;
1068                         mb->m_ext.ext_free = NULL;
1069                         mb->m_ext.ext_args = NULL;
1070                         mb->m_ext.ext_size = MCLBYTES;
1071                         mb->m_ext.ext_type = EXT_CLUSTER;
1072                 }
1073         }
1074 }
1075
1076 void
1077 m_extadd(struct mbuf *mb, caddr_t buf, u_int size,
1078     void (*freef)(caddr_t, void *), void *args, short flags, int type)
1079 {
1080
1081         _mext_init_ref(mb);
1082         if (mb->m_ext.ref_cnt != NULL) {
1083                 mb->m_flags |= (M_EXT | flags);
1084                 mb->m_ext.ext_buf = buf;
1085                 mb->m_data = mb->m_ext.ext_buf;
1086                 mb->m_ext.ext_size = size;
1087                 mb->m_ext.ext_free = freef;
1088                 mb->m_ext.ext_args = args;
1089                 mb->m_ext.ext_type = type;
1090         }
1091 }
1092
1093 /*
1094  * Change type for mbuf `mb'; this is a relatively expensive operation and
1095  * should be avoided.
1096  */
1097 void
1098 m_chtype(struct mbuf *mb, short new_type)
1099 {
1100         struct mb_gen_list *gen_list;
1101
1102         gen_list = MB_GET_GEN_LIST(&mb_list_mbuf);
1103         MB_LOCK_CONT(gen_list);
1104         MB_MBTYPES_DEC(gen_list, mb->m_type, 1);
1105         MB_MBTYPES_INC(gen_list, new_type, 1);
1106         MB_UNLOCK_CONT(gen_list);
1107         mb->m_type = new_type;
1108 }