18f9b56e904c718ce0846c5d512195c3d8a016fa
[dragonfly.git] / sys / kern / uipc_mbuf.c
1 /*
2  * (MPSAFE)
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
5  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
6  * 
7  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
8  * by Jeffrey M. Hsu.
9  * 
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
19  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *    from this software without specific, prior written permission.
21  * 
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
25  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
26  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
27  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
28  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
29  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
30  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
31  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
32  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
33  * SUCH DAMAGE.
34  */
35
36 /*
37  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1991, 1993
38  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
39  *
40  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
41  * modification, are permitted provided that the following conditions
42  * are met:
43  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
45  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
46  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
47  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
48  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
49  *    must display the following acknowledgement:
50  *      This product includes software developed by the University of
51  *      California, Berkeley and its contributors.
52  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
53  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
54  *    without specific prior written permission.
55  *
56  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
57  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
58  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
59  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
60  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
61  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
62  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
63  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
64  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
65  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
66  * SUCH DAMAGE.
67  *
68  * @(#)uipc_mbuf.c      8.2 (Berkeley) 1/4/94
69  * $FreeBSD: src/sys/kern/uipc_mbuf.c,v 1.51.2.24 2003/04/15 06:59:29 silby Exp $
70  * $DragonFly: src/sys/kern/uipc_mbuf.c,v 1.70 2008/11/20 14:21:01 sephe Exp $
71  */
72
73 #include "opt_param.h"
74 #include "opt_mbuf_stress_test.h"
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/malloc.h>
78 #include <sys/mbuf.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/domain.h>
82 #include <sys/objcache.h>
83 #include <sys/tree.h>
84 #include <sys/protosw.h>
85 #include <sys/uio.h>
86 #include <sys/thread.h>
87 #include <sys/globaldata.h>
88
89 #include <sys/thread2.h>
90 #include <sys/spinlock2.h>
91
92 #include <machine/atomic.h>
93 #include <machine/limits.h>
94
95 #include <vm/vm.h>
96 #include <vm/vm_kern.h>
97 #include <vm/vm_extern.h>
98
99 #ifdef INVARIANTS
100 #include <machine/cpu.h>
101 #endif
102
103 /*
104  * mbuf cluster meta-data
105  */
106 struct mbcluster {
107         int32_t mcl_refs;
108         void    *mcl_data;
109 };
110
111 /*
112  * mbuf tracking for debugging purposes
113  */
114 #ifdef MBUF_DEBUG
115
116 static MALLOC_DEFINE(M_MTRACK, "mtrack", "mtrack");
117
118 struct mbctrack;
119 RB_HEAD(mbuf_rb_tree, mbtrack);
120 RB_PROTOTYPE2(mbuf_rb_tree, mbtrack, rb_node, mbtrack_cmp, struct mbuf *);
121
122 struct mbtrack {
123         RB_ENTRY(mbtrack) rb_node;
124         int trackid;
125         struct mbuf *m;
126 };
127
128 static int
129 mbtrack_cmp(struct mbtrack *mb1, struct mbtrack *mb2)
130 {
131         if (mb1->m < mb2->m)
132                 return(-1);
133         if (mb1->m > mb2->m)
134                 return(1);
135         return(0);
136 }
137
138 RB_GENERATE2(mbuf_rb_tree, mbtrack, rb_node, mbtrack_cmp, struct mbuf *, m);
139
140 struct mbuf_rb_tree     mbuf_track_root;
141 static struct spinlock  mbuf_track_spin = SPINLOCK_INITIALIZER(mbuf_track_spin);
142
143 static void
144 mbuftrack(struct mbuf *m)
145 {
146         struct mbtrack *mbt;
147
148         mbt = kmalloc(sizeof(*mbt), M_MTRACK, M_INTWAIT|M_ZERO);
149         spin_lock(&mbuf_track_spin);
150         mbt->m = m;
151         if (mbuf_rb_tree_RB_INSERT(&mbuf_track_root, mbt)) {
152                 spin_unlock(&mbuf_track_spin);
153                 panic("mbuftrack: mbuf %p already being tracked\n", m);
154         }
155         spin_unlock(&mbuf_track_spin);
156 }
157
158 static void
159 mbufuntrack(struct mbuf *m)
160 {
161         struct mbtrack *mbt;
162
163         spin_lock(&mbuf_track_spin);
164         mbt = mbuf_rb_tree_RB_LOOKUP(&mbuf_track_root, m);
165         if (mbt == NULL) {
166                 spin_unlock(&mbuf_track_spin);
167                 panic("mbufuntrack: mbuf %p was not tracked\n", m);
168         } else {
169                 mbuf_rb_tree_RB_REMOVE(&mbuf_track_root, mbt);
170                 kfree(mbt, M_MTRACK);
171         }
172         spin_unlock(&mbuf_track_spin);
173 }
174
175 void
176 mbuftrackid(struct mbuf *m, int trackid)
177 {
178         struct mbtrack *mbt;
179         struct mbuf *n;
180
181         spin_lock(&mbuf_track_spin);
182         while (m) { 
183                 n = m->m_nextpkt;
184                 while (m) {
185                         mbt = mbuf_rb_tree_RB_LOOKUP(&mbuf_track_root, m);
186                         if (mbt == NULL) {
187                                 spin_unlock(&mbuf_track_spin);
188                                 panic("mbuftrackid: mbuf %p not tracked", m);
189                         }
190                         mbt->trackid = trackid;
191                         m = m->m_next;
192                 }
193                 m = n;
194         }
195         spin_unlock(&mbuf_track_spin);
196 }
197
198 static int
199 mbuftrack_callback(struct mbtrack *mbt, void *arg)
200 {
201         struct sysctl_req *req = arg;
202         char buf[64];
203         int error;
204
205         ksnprintf(buf, sizeof(buf), "mbuf %p track %d\n", mbt->m, mbt->trackid);
206
207         spin_unlock(&mbuf_track_spin);
208         error = SYSCTL_OUT(req, buf, strlen(buf));
209         spin_lock(&mbuf_track_spin);
210         if (error)      
211                 return(-error);
212         return(0);
213 }
214
215 static int
216 mbuftrack_show(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
217 {
218         int error;
219
220         spin_lock(&mbuf_track_spin);
221         error = mbuf_rb_tree_RB_SCAN(&mbuf_track_root, NULL,
222                                      mbuftrack_callback, req);
223         spin_unlock(&mbuf_track_spin);
224         return (-error);
225 }
226 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, showmbufs, CTLFLAG_RD|CTLTYPE_STRING,
227             0, 0, mbuftrack_show, "A", "Show all in-use mbufs");
228
229 #else
230
231 #define mbuftrack(m)
232 #define mbufuntrack(m)
233
234 #endif
235
236 static void mbinit(void *);
237 SYSINIT(mbuf, SI_BOOT2_MACHDEP, SI_ORDER_FIRST, mbinit, NULL)
238
239 static u_long   mbtypes[SMP_MAXCPU][MT_NTYPES];
240
241 static struct mbstat mbstat[SMP_MAXCPU];
242 int     max_linkhdr;
243 int     max_protohdr;
244 int     max_hdr;
245 int     max_datalen;
246 int     m_defragpackets;
247 int     m_defragbytes;
248 int     m_defraguseless;
249 int     m_defragfailure;
250 #ifdef MBUF_STRESS_TEST
251 int     m_defragrandomfailures;
252 #endif
253
254 struct objcache *mbuf_cache, *mbufphdr_cache;
255 struct objcache *mclmeta_cache;
256 struct objcache *mbufcluster_cache, *mbufphdrcluster_cache;
257
258 int     nmbclusters;
259 int     nmbufs;
260
261 SYSCTL_INT(_kern_ipc, KIPC_MAX_LINKHDR, max_linkhdr, CTLFLAG_RW,
262            &max_linkhdr, 0, "");
263 SYSCTL_INT(_kern_ipc, KIPC_MAX_PROTOHDR, max_protohdr, CTLFLAG_RW,
264            &max_protohdr, 0, "");
265 SYSCTL_INT(_kern_ipc, KIPC_MAX_HDR, max_hdr, CTLFLAG_RW, &max_hdr, 0, "");
266 SYSCTL_INT(_kern_ipc, KIPC_MAX_DATALEN, max_datalen, CTLFLAG_RW,
267            &max_datalen, 0, "");
268 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, mbuf_wait, CTLFLAG_RW,
269            &mbuf_wait, 0, "");
270 static int do_mbstat(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
271
272 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, KIPC_MBSTAT, mbstat, CTLTYPE_STRUCT|CTLFLAG_RD,
273         0, 0, do_mbstat, "S,mbstat", "");
274
275 static int do_mbtypes(SYSCTL_HANDLER_ARGS);
276
277 SYSCTL_PROC(_kern_ipc, OID_AUTO, mbtypes, CTLTYPE_ULONG|CTLFLAG_RD,
278         0, 0, do_mbtypes, "LU", "");
279
280 static int
281 do_mbstat(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
282 {
283         struct mbstat mbstat_total;
284         struct mbstat *mbstat_totalp;
285         int i;
286
287         bzero(&mbstat_total, sizeof(mbstat_total));
288         mbstat_totalp = &mbstat_total;
289
290         for (i = 0; i < ncpus; i++)
291         {
292                 mbstat_total.m_mbufs += mbstat[i].m_mbufs;      
293                 mbstat_total.m_clusters += mbstat[i].m_clusters;        
294                 mbstat_total.m_spare += mbstat[i].m_spare;      
295                 mbstat_total.m_clfree += mbstat[i].m_clfree;    
296                 mbstat_total.m_drops += mbstat[i].m_drops;      
297                 mbstat_total.m_wait += mbstat[i].m_wait;        
298                 mbstat_total.m_drain += mbstat[i].m_drain;      
299                 mbstat_total.m_mcfail += mbstat[i].m_mcfail;    
300                 mbstat_total.m_mpfail += mbstat[i].m_mpfail;    
301
302         }
303         /*
304          * The following fields are not cumulative fields so just
305          * get their values once.
306          */
307         mbstat_total.m_msize = mbstat[0].m_msize;       
308         mbstat_total.m_mclbytes = mbstat[0].m_mclbytes; 
309         mbstat_total.m_minclsize = mbstat[0].m_minclsize;       
310         mbstat_total.m_mlen = mbstat[0].m_mlen; 
311         mbstat_total.m_mhlen = mbstat[0].m_mhlen;       
312
313         return(sysctl_handle_opaque(oidp, mbstat_totalp, sizeof(mbstat_total), req));
314 }
315
316 static int
317 do_mbtypes(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
318 {
319         u_long totals[MT_NTYPES];
320         int i, j;
321
322         for (i = 0; i < MT_NTYPES; i++)
323                 totals[i] = 0;
324
325         for (i = 0; i < ncpus; i++)
326         {
327                 for (j = 0; j < MT_NTYPES; j++)
328                         totals[j] += mbtypes[i][j];
329         }
330
331         return(sysctl_handle_opaque(oidp, totals, sizeof(totals), req));
332 }
333
334 /*
335  * These are read-only because we do not currently have any code
336  * to adjust the objcache limits after the fact.  The variables
337  * may only be set as boot-time tunables.
338  */
339 SYSCTL_INT(_kern_ipc, KIPC_NMBCLUSTERS, nmbclusters, CTLFLAG_RD,
340            &nmbclusters, 0, "Maximum number of mbuf clusters available");
341 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, nmbufs, CTLFLAG_RD, &nmbufs, 0,
342            "Maximum number of mbufs available"); 
343
344 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, m_defragpackets, CTLFLAG_RD,
345            &m_defragpackets, 0, "");
346 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, m_defragbytes, CTLFLAG_RD,
347            &m_defragbytes, 0, "");
348 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, m_defraguseless, CTLFLAG_RD,
349            &m_defraguseless, 0, "");
350 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, m_defragfailure, CTLFLAG_RD,
351            &m_defragfailure, 0, "");
352 #ifdef MBUF_STRESS_TEST
353 SYSCTL_INT(_kern_ipc, OID_AUTO, m_defragrandomfailures, CTLFLAG_RW,
354            &m_defragrandomfailures, 0, "");
355 #endif
356
357 static MALLOC_DEFINE(M_MBUF, "mbuf", "mbuf");
358 static MALLOC_DEFINE(M_MBUFCL, "mbufcl", "mbufcl");
359 static MALLOC_DEFINE(M_MCLMETA, "mclmeta", "mclmeta");
360
361 static void m_reclaim (void);
362 static void m_mclref(void *arg);
363 static void m_mclfree(void *arg);
364
365 #ifndef NMBCLUSTERS
366 #define NMBCLUSTERS     (512 + maxusers * 16)
367 #endif
368 #ifndef NMBUFS
369 #define NMBUFS          (nmbclusters * 2)
370 #endif
371
372 /*
373  * Perform sanity checks of tunables declared above.
374  */
375 static void
376 tunable_mbinit(void *dummy)
377 {
378         /*
379          * This has to be done before VM init.
380          */
381         nmbclusters = NMBCLUSTERS;
382         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nmbclusters", &nmbclusters);
383         nmbufs = NMBUFS;
384         TUNABLE_INT_FETCH("kern.ipc.nmbufs", &nmbufs);
385         /* Sanity checks */
386         if (nmbufs < nmbclusters * 2)
387                 nmbufs = nmbclusters * 2;
388 }
389 SYSINIT(tunable_mbinit, SI_BOOT1_TUNABLES, SI_ORDER_ANY,
390         tunable_mbinit, NULL);
391
392 /* "number of clusters of pages" */
393 #define NCL_INIT        1
394
395 #define NMB_INIT        16
396
397 /*
398  * The mbuf object cache only guarantees that m_next and m_nextpkt are
399  * NULL and that m_data points to the beginning of the data area.  In
400  * particular, m_len and m_pkthdr.len are uninitialized.  It is the
401  * responsibility of the caller to initialize those fields before use.
402  */
403
404 static boolean_t __inline
405 mbuf_ctor(void *obj, void *private, int ocflags)
406 {
407         struct mbuf *m = obj;
408
409         m->m_next = NULL;
410         m->m_nextpkt = NULL;
411         m->m_data = m->m_dat;
412         m->m_flags = 0;
413
414         return (TRUE);
415 }
416
417 /*
418  * Initialize the mbuf and the packet header fields.
419  */
420 static boolean_t
421 mbufphdr_ctor(void *obj, void *private, int ocflags)
422 {
423         struct mbuf *m = obj;
424
425         m->m_next = NULL;
426         m->m_nextpkt = NULL;
427         m->m_data = m->m_pktdat;
428         m->m_flags = M_PKTHDR | M_PHCACHE;
429
430         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;       /* eliminate XXX JH */
431         SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
432         m->m_pkthdr.csum_flags = 0;     /* eliminate XXX JH */
433         m->m_pkthdr.fw_flags = 0;       /* eliminate XXX JH */
434
435         return (TRUE);
436 }
437
438 /*
439  * A mbcluster object consists of 2K (MCLBYTES) cluster and a refcount.
440  */
441 static boolean_t
442 mclmeta_ctor(void *obj, void *private, int ocflags)
443 {
444         struct mbcluster *cl = obj;
445         void *buf;
446
447         if (ocflags & M_NOWAIT)
448                 buf = kmalloc(MCLBYTES, M_MBUFCL, M_NOWAIT | M_ZERO);
449         else
450                 buf = kmalloc(MCLBYTES, M_MBUFCL, M_INTWAIT | M_ZERO);
451         if (buf == NULL)
452                 return (FALSE);
453         cl->mcl_refs = 0;
454         cl->mcl_data = buf;
455         return (TRUE);
456 }
457
458 static void
459 mclmeta_dtor(void *obj, void *private)
460 {
461         struct mbcluster *mcl = obj;
462
463         KKASSERT(mcl->mcl_refs == 0);
464         kfree(mcl->mcl_data, M_MBUFCL);
465 }
466
467 static void
468 linkcluster(struct mbuf *m, struct mbcluster *cl)
469 {
470         /*
471          * Add the cluster to the mbuf.  The caller will detect that the
472          * mbuf now has an attached cluster.
473          */
474         m->m_ext.ext_arg = cl;
475         m->m_ext.ext_buf = cl->mcl_data;
476         m->m_ext.ext_ref = m_mclref;
477         m->m_ext.ext_free = m_mclfree;
478         m->m_ext.ext_size = MCLBYTES;
479         atomic_add_int(&cl->mcl_refs, 1);
480
481         m->m_data = m->m_ext.ext_buf;
482         m->m_flags |= M_EXT | M_EXT_CLUSTER;
483 }
484
485 static boolean_t
486 mbufphdrcluster_ctor(void *obj, void *private, int ocflags)
487 {
488         struct mbuf *m = obj;
489         struct mbcluster *cl;
490
491         mbufphdr_ctor(obj, private, ocflags);
492         cl = objcache_get(mclmeta_cache, ocflags);
493         if (cl == NULL) {
494                 ++mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drops;
495                 return (FALSE);
496         }
497         m->m_flags |= M_CLCACHE;
498         linkcluster(m, cl);
499         return (TRUE);
500 }
501
502 static boolean_t
503 mbufcluster_ctor(void *obj, void *private, int ocflags)
504 {
505         struct mbuf *m = obj;
506         struct mbcluster *cl;
507
508         mbuf_ctor(obj, private, ocflags);
509         cl = objcache_get(mclmeta_cache, ocflags);
510         if (cl == NULL) {
511                 ++mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drops;
512                 return (FALSE);
513         }
514         m->m_flags |= M_CLCACHE;
515         linkcluster(m, cl);
516         return (TRUE);
517 }
518
519 /*
520  * Used for both the cluster and cluster PHDR caches.
521  *
522  * The mbuf may have lost its cluster due to sharing, deal
523  * with the situation by checking M_EXT.
524  */
525 static void
526 mbufcluster_dtor(void *obj, void *private)
527 {
528         struct mbuf *m = obj;
529         struct mbcluster *mcl;
530
531         if (m->m_flags & M_EXT) {
532                 KKASSERT((m->m_flags & M_EXT_CLUSTER) != 0);
533                 mcl = m->m_ext.ext_arg;
534                 KKASSERT(mcl->mcl_refs == 1);
535                 mcl->mcl_refs = 0;
536                 objcache_put(mclmeta_cache, mcl);
537         }
538 }
539
540 struct objcache_malloc_args mbuf_malloc_args = { MSIZE, M_MBUF };
541 struct objcache_malloc_args mclmeta_malloc_args =
542         { sizeof(struct mbcluster), M_MCLMETA };
543
544 /* ARGSUSED*/
545 static void
546 mbinit(void *dummy)
547 {
548         int mb_limit, cl_limit;
549         int limit;
550         int i;
551
552         /*
553          * Initialize statistics
554          */
555         for (i = 0; i < ncpus; i++) {
556                 atomic_set_long_nonlocked(&mbstat[i].m_msize, MSIZE);
557                 atomic_set_long_nonlocked(&mbstat[i].m_mclbytes, MCLBYTES);
558                 atomic_set_long_nonlocked(&mbstat[i].m_minclsize, MINCLSIZE);
559                 atomic_set_long_nonlocked(&mbstat[i].m_mlen, MLEN);
560                 atomic_set_long_nonlocked(&mbstat[i].m_mhlen, MHLEN);
561         }
562
563         /*
564          * Create objtect caches and save cluster limits, which will
565          * be used to adjust backing kmalloc pools' limit later.
566          */
567
568         mb_limit = cl_limit = 0;
569
570         limit = nmbufs;
571         mbuf_cache = objcache_create("mbuf", &limit, 0,
572             mbuf_ctor, NULL, NULL,
573             objcache_malloc_alloc, objcache_malloc_free, &mbuf_malloc_args);
574         mb_limit += limit;
575
576         limit = nmbufs;
577         mbufphdr_cache = objcache_create("mbuf pkt hdr", &limit, 64,
578             mbufphdr_ctor, NULL, NULL,
579             objcache_malloc_alloc, objcache_malloc_free, &mbuf_malloc_args);
580         mb_limit += limit;
581
582         cl_limit = nmbclusters;
583         mclmeta_cache = objcache_create("cluster mbuf", &cl_limit, 0,
584             mclmeta_ctor, mclmeta_dtor, NULL,
585             objcache_malloc_alloc, objcache_malloc_free, &mclmeta_malloc_args);
586
587         limit = nmbclusters;
588         mbufcluster_cache = objcache_create("mbuf + cluster", &limit, 0,
589             mbufcluster_ctor, mbufcluster_dtor, NULL,
590             objcache_malloc_alloc, objcache_malloc_free, &mbuf_malloc_args);
591         mb_limit += limit;
592
593         limit = nmbclusters;
594         mbufphdrcluster_cache = objcache_create("mbuf pkt hdr + cluster",
595             &limit, 64, mbufphdrcluster_ctor, mbufcluster_dtor, NULL,
596             objcache_malloc_alloc, objcache_malloc_free, &mbuf_malloc_args);
597         mb_limit += limit;
598
599         /*
600          * Adjust backing kmalloc pools' limit
601          *
602          * NOTE: We raise the limit by another 1/8 to take the effect
603          * of loosememuse into account.
604          */
605         cl_limit += cl_limit / 8;
606         kmalloc_raise_limit(mclmeta_malloc_args.mtype,
607                             mclmeta_malloc_args.objsize * cl_limit);
608         kmalloc_raise_limit(M_MBUFCL, MCLBYTES * cl_limit);
609
610         mb_limit += mb_limit / 8;
611         kmalloc_raise_limit(mbuf_malloc_args.mtype,
612                             mbuf_malloc_args.objsize * mb_limit);
613 }
614
615 /*
616  * Return the number of references to this mbuf's data.  0 is returned
617  * if the mbuf is not M_EXT, a reference count is returned if it is
618  * M_EXT | M_EXT_CLUSTER, and 99 is returned if it is a special M_EXT.
619  */
620 int
621 m_sharecount(struct mbuf *m)
622 {
623         switch (m->m_flags & (M_EXT | M_EXT_CLUSTER)) {
624         case 0:
625                 return (0);
626         case M_EXT:
627                 return (99);
628         case M_EXT | M_EXT_CLUSTER:
629                 return (((struct mbcluster *)m->m_ext.ext_arg)->mcl_refs);
630         }
631         /* NOTREACHED */
632         return (0);             /* to shut up compiler */
633 }
634
635 /*
636  * change mbuf to new type
637  */
638 void
639 m_chtype(struct mbuf *m, int type)
640 {
641         struct globaldata *gd = mycpu;
642
643         atomic_add_long_nonlocked(&mbtypes[gd->gd_cpuid][type], 1);
644         atomic_subtract_long_nonlocked(&mbtypes[gd->gd_cpuid][m->m_type], 1);
645         atomic_set_short_nonlocked(&m->m_type, type);
646 }
647
648 static void
649 m_reclaim(void)
650 {
651         struct domain *dp;
652         struct protosw *pr;
653
654         kprintf("Debug: m_reclaim() called\n");
655
656         SLIST_FOREACH(dp, &domains, dom_next) {
657                 for (pr = dp->dom_protosw; pr < dp->dom_protoswNPROTOSW; pr++) {
658                         if (pr->pr_drain)
659                                 (*pr->pr_drain)();
660                 }
661         }
662         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drain, 1);
663 }
664
665 static void __inline
666 updatestats(struct mbuf *m, int type)
667 {
668         struct globaldata *gd = mycpu;
669         m->m_type = type;
670
671         mbuftrack(m);
672
673         atomic_add_long_nonlocked(&mbtypes[gd->gd_cpuid][type], 1);
674         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mbufs, 1);
675
676 }
677
678 /*
679  * Allocate an mbuf.
680  */
681 struct mbuf *
682 m_get(int how, int type)
683 {
684         struct mbuf *m;
685         int ntries = 0;
686         int ocf = MBTOM(how);
687
688 retryonce:
689
690         m = objcache_get(mbuf_cache, ocf);
691
692         if (m == NULL) {
693                 if ((how & MB_TRYWAIT) && ntries++ == 0) {
694                         struct objcache *reclaimlist[] = {
695                                 mbufphdr_cache,
696                                 mbufcluster_cache,
697                                 mbufphdrcluster_cache
698                         };
699                         const int nreclaims = __arysize(reclaimlist);
700
701                         if (!objcache_reclaimlist(reclaimlist, nreclaims, ocf))
702                                 m_reclaim();
703                         goto retryonce;
704                 }
705                 ++mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drops;
706                 return (NULL);
707         }
708
709         updatestats(m, type);
710         return (m);
711 }
712
713 struct mbuf *
714 m_gethdr(int how, int type)
715 {
716         struct mbuf *m;
717         int ocf = MBTOM(how);
718         int ntries = 0;
719
720 retryonce:
721
722         m = objcache_get(mbufphdr_cache, ocf);
723
724         if (m == NULL) {
725                 if ((how & MB_TRYWAIT) && ntries++ == 0) {
726                         struct objcache *reclaimlist[] = {
727                                 mbuf_cache,
728                                 mbufcluster_cache, mbufphdrcluster_cache
729                         };
730                         const int nreclaims = __arysize(reclaimlist);
731
732                         if (!objcache_reclaimlist(reclaimlist, nreclaims, ocf))
733                                 m_reclaim();
734                         goto retryonce;
735                 }
736                 ++mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drops;
737                 return (NULL);
738         }
739
740         updatestats(m, type);
741         return (m);
742 }
743
744 /*
745  * Get a mbuf (not a mbuf cluster!) and zero it.
746  * Deprecated.
747  */
748 struct mbuf *
749 m_getclr(int how, int type)
750 {
751         struct mbuf *m;
752
753         m = m_get(how, type);
754         if (m != NULL)
755                 bzero(m->m_data, MLEN);
756         return (m);
757 }
758
759 /*
760  * Returns an mbuf with an attached cluster.
761  * Because many network drivers use this kind of buffers a lot, it is
762  * convenient to keep a small pool of free buffers of this kind.
763  * Even a small size such as 10 gives about 10% improvement in the
764  * forwarding rate in a bridge or router.
765  */
766 struct mbuf *
767 m_getcl(int how, short type, int flags)
768 {
769         struct mbuf *m;
770         int ocflags = MBTOM(how);
771         int ntries = 0;
772
773 retryonce:
774
775         if (flags & M_PKTHDR)
776                 m = objcache_get(mbufphdrcluster_cache, ocflags);
777         else
778                 m = objcache_get(mbufcluster_cache, ocflags);
779
780         if (m == NULL) {
781                 if ((how & MB_TRYWAIT) && ntries++ == 0) {
782                         struct objcache *reclaimlist[1];
783
784                         if (flags & M_PKTHDR)
785                                 reclaimlist[0] = mbufcluster_cache;
786                         else
787                                 reclaimlist[0] = mbufphdrcluster_cache;
788                         if (!objcache_reclaimlist(reclaimlist, 1, ocflags))
789                                 m_reclaim();
790                         goto retryonce;
791                 }
792                 ++mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drops;
793                 return (NULL);
794         }
795
796         m->m_type = type;
797
798         mbuftrack(m);
799
800         atomic_add_long_nonlocked(&mbtypes[mycpu->gd_cpuid][type], 1);
801         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_clusters, 1);
802         return (m);
803 }
804
805 /*
806  * Allocate chain of requested length.
807  */
808 struct mbuf *
809 m_getc(int len, int how, int type)
810 {
811         struct mbuf *n, *nfirst = NULL, **ntail = &nfirst;
812         int nsize;
813
814         while (len > 0) {
815                 n = m_getl(len, how, type, 0, &nsize);
816                 if (n == NULL)
817                         goto failed;
818                 n->m_len = 0;
819                 *ntail = n;
820                 ntail = &n->m_next;
821                 len -= nsize;
822         }
823         return (nfirst);
824
825 failed:
826         m_freem(nfirst);
827         return (NULL);
828 }
829
830 /*
831  * Allocate len-worth of mbufs and/or mbuf clusters (whatever fits best)
832  * and return a pointer to the head of the allocated chain. If m0 is
833  * non-null, then we assume that it is a single mbuf or an mbuf chain to
834  * which we want len bytes worth of mbufs and/or clusters attached, and so
835  * if we succeed in allocating it, we will just return a pointer to m0.
836  *
837  * If we happen to fail at any point during the allocation, we will free
838  * up everything we have already allocated and return NULL.
839  *
840  * Deprecated.  Use m_getc() and m_cat() instead.
841  */
842 struct mbuf *
843 m_getm(struct mbuf *m0, int len, int type, int how)
844 {
845         struct mbuf *nfirst;
846
847         nfirst = m_getc(len, how, type);
848
849         if (m0 != NULL) {
850                 m_last(m0)->m_next = nfirst;
851                 return (m0);
852         }
853
854         return (nfirst);
855 }
856
857 /*
858  * Adds a cluster to a normal mbuf, M_EXT is set on success.
859  * Deprecated.  Use m_getcl() instead.
860  */
861 void
862 m_mclget(struct mbuf *m, int how)
863 {
864         struct mbcluster *mcl;
865
866         KKASSERT((m->m_flags & M_EXT) == 0);
867         mcl = objcache_get(mclmeta_cache, MBTOM(how));
868         if (mcl != NULL) {
869                 linkcluster(m, mcl);
870                 atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_clusters,
871                                           1);
872         } else {
873                 ++mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_drops;
874         }
875 }
876
877 /*
878  * Updates to mbcluster must be MPSAFE.  Only an entity which already has
879  * a reference to the cluster can ref it, so we are in no danger of 
880  * racing an add with a subtract.  But the operation must still be atomic
881  * since multiple entities may have a reference on the cluster.
882  *
883  * m_mclfree() is almost the same but it must contend with two entities
884  * freeing the cluster at the same time.
885  */
886 static void
887 m_mclref(void *arg)
888 {
889         struct mbcluster *mcl = arg;
890
891         atomic_add_int(&mcl->mcl_refs, 1);
892 }
893
894 /*
895  * When dereferencing a cluster we have to deal with a N->0 race, where
896  * N entities free their references simultaniously.  To do this we use
897  * atomic_fetchadd_int().
898  */
899 static void
900 m_mclfree(void *arg)
901 {
902         struct mbcluster *mcl = arg;
903
904         if (atomic_fetchadd_int(&mcl->mcl_refs, -1) == 1)
905                 objcache_put(mclmeta_cache, mcl);
906 }
907
908 /*
909  * Free a single mbuf and any associated external storage.  The successor,
910  * if any, is returned.
911  *
912  * We do need to check non-first mbuf for m_aux, since some of existing
913  * code does not call M_PREPEND properly.
914  * (example: call to bpf_mtap from drivers)
915  */
916 struct mbuf *
917 m_free(struct mbuf *m)
918 {
919         struct mbuf *n;
920         struct globaldata *gd = mycpu;
921
922         KASSERT(m->m_type != MT_FREE, ("freeing free mbuf %p", m));
923         atomic_subtract_long_nonlocked(&mbtypes[gd->gd_cpuid][m->m_type], 1);
924
925         n = m->m_next;
926
927         /*
928          * Make sure the mbuf is in constructed state before returning it
929          * to the objcache.
930          */
931         m->m_next = NULL;
932         mbufuntrack(m);
933 #ifdef notyet
934         KKASSERT(m->m_nextpkt == NULL);
935 #else
936         if (m->m_nextpkt != NULL) {
937                 static int afewtimes = 10;
938
939                 if (afewtimes-- > 0) {
940                         kprintf("mfree: m->m_nextpkt != NULL\n");
941                         print_backtrace(-1);
942                 }
943                 m->m_nextpkt = NULL;
944         }
945 #endif
946         if (m->m_flags & M_PKTHDR) {
947                 m_tag_delete_chain(m);          /* eliminate XXX JH */
948         }
949
950         m->m_flags &= (M_EXT | M_EXT_CLUSTER | M_CLCACHE | M_PHCACHE);
951
952         /*
953          * Clean the M_PKTHDR state so we can return the mbuf to its original
954          * cache.  This is based on the PHCACHE flag which tells us whether
955          * the mbuf was originally allocated out of a packet-header cache
956          * or a non-packet-header cache.
957          */
958         if (m->m_flags & M_PHCACHE) {
959                 m->m_flags |= M_PKTHDR;
960                 m->m_pkthdr.rcvif = NULL;       /* eliminate XXX JH */
961                 m->m_pkthdr.csum_flags = 0;     /* eliminate XXX JH */
962                 m->m_pkthdr.fw_flags = 0;       /* eliminate XXX JH */
963                 SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
964         }
965
966         /*
967          * Handle remaining flags combinations.  M_CLCACHE tells us whether
968          * the mbuf was originally allocated from a cluster cache or not,
969          * and is totally separate from whether the mbuf is currently
970          * associated with a cluster.
971          */
972         switch(m->m_flags & (M_CLCACHE | M_EXT | M_EXT_CLUSTER)) {
973         case M_CLCACHE | M_EXT | M_EXT_CLUSTER:
974                 /*
975                  * mbuf+cluster cache case.  The mbuf was allocated from the
976                  * combined mbuf_cluster cache and can be returned to the
977                  * cache if the cluster hasn't been shared.
978                  */
979                 if (m_sharecount(m) == 1) {
980                         /*
981                          * The cluster has not been shared, we can just
982                          * reset the data pointer and return the mbuf
983                          * to the cluster cache.  Note that the reference
984                          * count is left intact (it is still associated with
985                          * an mbuf).
986                          */
987                         m->m_data = m->m_ext.ext_buf;
988                         if (m->m_flags & M_PHCACHE)
989                                 objcache_put(mbufphdrcluster_cache, m);
990                         else
991                                 objcache_put(mbufcluster_cache, m);
992                         atomic_subtract_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_clusters, 1);
993                 } else {
994                         /*
995                          * Hell.  Someone else has a ref on this cluster,
996                          * we have to disconnect it which means we can't
997                          * put it back into the mbufcluster_cache, we
998                          * have to destroy the mbuf.
999                          *
1000                          * Other mbuf references to the cluster will typically
1001                          * be M_EXT | M_EXT_CLUSTER but without M_CLCACHE.
1002                          *
1003                          * XXX we could try to connect another cluster to
1004                          * it.
1005                          */
1006                         m->m_ext.ext_free(m->m_ext.ext_arg); 
1007                         m->m_flags &= ~(M_EXT | M_EXT_CLUSTER);
1008                         if (m->m_flags & M_PHCACHE)
1009                                 objcache_dtor(mbufphdrcluster_cache, m);
1010                         else
1011                                 objcache_dtor(mbufcluster_cache, m);
1012                 }
1013                 break;
1014         case M_EXT | M_EXT_CLUSTER:
1015                 /*
1016                  * Normal cluster associated with an mbuf that was allocated
1017                  * from the normal mbuf pool rather then the cluster pool.
1018                  * The cluster has to be independantly disassociated from the
1019                  * mbuf.
1020                  */
1021                 if (m_sharecount(m) == 1)
1022                         atomic_subtract_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_clusters, 1);
1023                 /* fall through */
1024         case M_EXT:
1025                 /*
1026                  * Normal cluster association case, disconnect the cluster from
1027                  * the mbuf.  The cluster may or may not be custom.
1028                  */
1029                 m->m_ext.ext_free(m->m_ext.ext_arg); 
1030                 m->m_flags &= ~(M_EXT | M_EXT_CLUSTER);
1031                 /* fall through */
1032         case 0:
1033                 /*
1034                  * return the mbuf to the mbuf cache.
1035                  */
1036                 if (m->m_flags & M_PHCACHE) {
1037                         m->m_data = m->m_pktdat;
1038                         objcache_put(mbufphdr_cache, m);
1039                 } else {
1040                         m->m_data = m->m_dat;
1041                         objcache_put(mbuf_cache, m);
1042                 }
1043                 atomic_subtract_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mbufs, 1);
1044                 break;
1045         default:
1046                 if (!panicstr)
1047                         panic("bad mbuf flags %p %08x\n", m, m->m_flags);
1048                 break;
1049         }
1050         return (n);
1051 }
1052
1053 void
1054 m_freem(struct mbuf *m)
1055 {
1056         while (m)
1057                 m = m_free(m);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * mbuf utility routines
1062  */
1063
1064 /*
1065  * Lesser-used path for M_PREPEND: allocate new mbuf to prepend to chain and
1066  * copy junk along.
1067  */
1068 struct mbuf *
1069 m_prepend(struct mbuf *m, int len, int how)
1070 {
1071         struct mbuf *mn;
1072
1073         if (m->m_flags & M_PKTHDR)
1074             mn = m_gethdr(how, m->m_type);
1075         else
1076             mn = m_get(how, m->m_type);
1077         if (mn == NULL) {
1078                 m_freem(m);
1079                 return (NULL);
1080         }
1081         if (m->m_flags & M_PKTHDR)
1082                 M_MOVE_PKTHDR(mn, m);
1083         mn->m_next = m;
1084         m = mn;
1085         if (len < MHLEN)
1086                 MH_ALIGN(m, len);
1087         m->m_len = len;
1088         return (m);
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Make a copy of an mbuf chain starting "off0" bytes from the beginning,
1093  * continuing for "len" bytes.  If len is M_COPYALL, copy to end of mbuf.
1094  * The wait parameter is a choice of MB_WAIT/MB_DONTWAIT from caller.
1095  * Note that the copy is read-only, because clusters are not copied,
1096  * only their reference counts are incremented.
1097  */
1098 struct mbuf *
1099 m_copym(const struct mbuf *m, int off0, int len, int wait)
1100 {
1101         struct mbuf *n, **np;
1102         int off = off0;
1103         struct mbuf *top;
1104         int copyhdr = 0;
1105
1106         KASSERT(off >= 0, ("m_copym, negative off %d", off));
1107         KASSERT(len >= 0, ("m_copym, negative len %d", len));
1108         if (off == 0 && (m->m_flags & M_PKTHDR))
1109                 copyhdr = 1;
1110         while (off > 0) {
1111                 KASSERT(m != NULL, ("m_copym, offset > size of mbuf chain"));
1112                 if (off < m->m_len)
1113                         break;
1114                 off -= m->m_len;
1115                 m = m->m_next;
1116         }
1117         np = &top;
1118         top = NULL;
1119         while (len > 0) {
1120                 if (m == NULL) {
1121                         KASSERT(len == M_COPYALL, 
1122                             ("m_copym, length > size of mbuf chain"));
1123                         break;
1124                 }
1125                 /*
1126                  * Because we are sharing any cluster attachment below,
1127                  * be sure to get an mbuf that does not have a cluster
1128                  * associated with it.
1129                  */
1130                 if (copyhdr)
1131                         n = m_gethdr(wait, m->m_type);
1132                 else
1133                         n = m_get(wait, m->m_type);
1134                 *np = n;
1135                 if (n == NULL)
1136                         goto nospace;
1137                 if (copyhdr) {
1138                         if (!m_dup_pkthdr(n, m, wait))
1139                                 goto nospace;
1140                         if (len == M_COPYALL)
1141                                 n->m_pkthdr.len -= off0;
1142                         else
1143                                 n->m_pkthdr.len = len;
1144                         copyhdr = 0;
1145                 }
1146                 n->m_len = min(len, m->m_len - off);
1147                 if (m->m_flags & M_EXT) {
1148                         KKASSERT((n->m_flags & M_EXT) == 0);
1149                         n->m_data = m->m_data + off;
1150                         m->m_ext.ext_ref(m->m_ext.ext_arg); 
1151                         n->m_ext = m->m_ext;
1152                         n->m_flags |= m->m_flags & (M_EXT | M_EXT_CLUSTER);
1153                 } else {
1154                         bcopy(mtod(m, caddr_t)+off, mtod(n, caddr_t),
1155                             (unsigned)n->m_len);
1156                 }
1157                 if (len != M_COPYALL)
1158                         len -= n->m_len;
1159                 off = 0;
1160                 m = m->m_next;
1161                 np = &n->m_next;
1162         }
1163         if (top == NULL)
1164                 atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mcfail, 1);
1165         return (top);
1166 nospace:
1167         m_freem(top);
1168         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mcfail, 1);
1169         return (NULL);
1170 }
1171
1172 /*
1173  * Copy an entire packet, including header (which must be present).
1174  * An optimization of the common case `m_copym(m, 0, M_COPYALL, how)'.
1175  * Note that the copy is read-only, because clusters are not copied,
1176  * only their reference counts are incremented.
1177  * Preserve alignment of the first mbuf so if the creator has left
1178  * some room at the beginning (e.g. for inserting protocol headers)
1179  * the copies also have the room available.
1180  */
1181 struct mbuf *
1182 m_copypacket(struct mbuf *m, int how)
1183 {
1184         struct mbuf *top, *n, *o;
1185
1186         n = m_gethdr(how, m->m_type);
1187         top = n;
1188         if (!n)
1189                 goto nospace;
1190
1191         if (!m_dup_pkthdr(n, m, how))
1192                 goto nospace;
1193         n->m_len = m->m_len;
1194         if (m->m_flags & M_EXT) {
1195                 KKASSERT((n->m_flags & M_EXT) == 0);
1196                 n->m_data = m->m_data;
1197                 m->m_ext.ext_ref(m->m_ext.ext_arg); 
1198                 n->m_ext = m->m_ext;
1199                 n->m_flags |= m->m_flags & (M_EXT | M_EXT_CLUSTER);
1200         } else {
1201                 n->m_data = n->m_pktdat + (m->m_data - m->m_pktdat );
1202                 bcopy(mtod(m, char *), mtod(n, char *), n->m_len);
1203         }
1204
1205         m = m->m_next;
1206         while (m) {
1207                 o = m_get(how, m->m_type);
1208                 if (!o)
1209                         goto nospace;
1210
1211                 n->m_next = o;
1212                 n = n->m_next;
1213
1214                 n->m_len = m->m_len;
1215                 if (m->m_flags & M_EXT) {
1216                         KKASSERT((n->m_flags & M_EXT) == 0);
1217                         n->m_data = m->m_data;
1218                         m->m_ext.ext_ref(m->m_ext.ext_arg); 
1219                         n->m_ext = m->m_ext;
1220                         n->m_flags |= m->m_flags & (M_EXT | M_EXT_CLUSTER);
1221                 } else {
1222                         bcopy(mtod(m, char *), mtod(n, char *), n->m_len);
1223                 }
1224
1225                 m = m->m_next;
1226         }
1227         return top;
1228 nospace:
1229         m_freem(top);
1230         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mcfail, 1);
1231         return (NULL);
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Copy data from an mbuf chain starting "off" bytes from the beginning,
1236  * continuing for "len" bytes, into the indicated buffer.
1237  */
1238 void
1239 m_copydata(const struct mbuf *m, int off, int len, caddr_t cp)
1240 {
1241         unsigned count;
1242
1243         KASSERT(off >= 0, ("m_copydata, negative off %d", off));
1244         KASSERT(len >= 0, ("m_copydata, negative len %d", len));
1245         while (off > 0) {
1246                 KASSERT(m != NULL, ("m_copydata, offset > size of mbuf chain"));
1247                 if (off < m->m_len)
1248                         break;
1249                 off -= m->m_len;
1250                 m = m->m_next;
1251         }
1252         while (len > 0) {
1253                 KASSERT(m != NULL, ("m_copydata, length > size of mbuf chain"));
1254                 count = min(m->m_len - off, len);
1255                 bcopy(mtod(m, caddr_t) + off, cp, count);
1256                 len -= count;
1257                 cp += count;
1258                 off = 0;
1259                 m = m->m_next;
1260         }
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Copy a packet header mbuf chain into a completely new chain, including
1265  * copying any mbuf clusters.  Use this instead of m_copypacket() when
1266  * you need a writable copy of an mbuf chain.
1267  */
1268 struct mbuf *
1269 m_dup(struct mbuf *m, int how)
1270 {
1271         struct mbuf **p, *top = NULL;
1272         int remain, moff, nsize;
1273
1274         /* Sanity check */
1275         if (m == NULL)
1276                 return (NULL);
1277         KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0, ("%s: !PKTHDR", __func__));
1278
1279         /* While there's more data, get a new mbuf, tack it on, and fill it */
1280         remain = m->m_pkthdr.len;
1281         moff = 0;
1282         p = &top;
1283         while (remain > 0 || top == NULL) {     /* allow m->m_pkthdr.len == 0 */
1284                 struct mbuf *n;
1285
1286                 /* Get the next new mbuf */
1287                 n = m_getl(remain, how, m->m_type, top == NULL ? M_PKTHDR : 0,
1288                            &nsize);
1289                 if (n == NULL)
1290                         goto nospace;
1291                 if (top == NULL)
1292                         if (!m_dup_pkthdr(n, m, how))
1293                                 goto nospace0;
1294
1295                 /* Link it into the new chain */
1296                 *p = n;
1297                 p = &n->m_next;
1298
1299                 /* Copy data from original mbuf(s) into new mbuf */
1300                 n->m_len = 0;
1301                 while (n->m_len < nsize && m != NULL) {
1302                         int chunk = min(nsize - n->m_len, m->m_len - moff);
1303
1304                         bcopy(m->m_data + moff, n->m_data + n->m_len, chunk);
1305                         moff += chunk;
1306                         n->m_len += chunk;
1307                         remain -= chunk;
1308                         if (moff == m->m_len) {
1309                                 m = m->m_next;
1310                                 moff = 0;
1311                         }
1312                 }
1313
1314                 /* Check correct total mbuf length */
1315                 KASSERT((remain > 0 && m != NULL) || (remain == 0 && m == NULL),
1316                         ("%s: bogus m_pkthdr.len", __func__));
1317         }
1318         return (top);
1319
1320 nospace:
1321         m_freem(top);
1322 nospace0:
1323         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mcfail, 1);
1324         return (NULL);
1325 }
1326
1327 /*
1328  * Copy the non-packet mbuf data chain into a new set of mbufs, including
1329  * copying any mbuf clusters.  This is typically used to realign a data
1330  * chain by nfs_realign().
1331  *
1332  * The original chain is left intact.  how should be MB_WAIT or MB_DONTWAIT
1333  * and NULL can be returned if MB_DONTWAIT is passed.
1334  *
1335  * Be careful to use cluster mbufs, a large mbuf chain converted to non
1336  * cluster mbufs can exhaust our supply of mbufs.
1337  */
1338 struct mbuf *
1339 m_dup_data(struct mbuf *m, int how)
1340 {
1341         struct mbuf **p, *n, *top = NULL;
1342         int mlen, moff, chunk, gsize, nsize;
1343
1344         /*
1345          * Degenerate case
1346          */
1347         if (m == NULL)
1348                 return (NULL);
1349
1350         /*
1351          * Optimize the mbuf allocation but do not get too carried away.
1352          */
1353         if (m->m_next || m->m_len > MLEN)
1354                 gsize = MCLBYTES;
1355         else
1356                 gsize = MLEN;
1357
1358         /* Chain control */
1359         p = &top;
1360         n = NULL;
1361         nsize = 0;
1362
1363         /*
1364          * Scan the mbuf chain until nothing is left, the new mbuf chain
1365          * will be allocated on the fly as needed.
1366          */
1367         while (m) {
1368                 mlen = m->m_len;
1369                 moff = 0;
1370
1371                 while (mlen) {
1372                         KKASSERT(m->m_type == MT_DATA);
1373                         if (n == NULL) {
1374                                 n = m_getl(gsize, how, MT_DATA, 0, &nsize);
1375                                 n->m_len = 0;
1376                                 if (n == NULL)
1377                                         goto nospace;
1378                                 *p = n;
1379                                 p = &n->m_next;
1380                         }
1381                         chunk = imin(mlen, nsize);
1382                         bcopy(m->m_data + moff, n->m_data + n->m_len, chunk);
1383                         mlen -= chunk;
1384                         moff += chunk;
1385                         n->m_len += chunk;
1386                         nsize -= chunk;
1387                         if (nsize == 0)
1388                                 n = NULL;
1389                 }
1390                 m = m->m_next;
1391         }
1392         *p = NULL;
1393         return(top);
1394 nospace:
1395         *p = NULL;
1396         m_freem(top);
1397         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mcfail, 1);
1398         return (NULL);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Concatenate mbuf chain n to m.
1403  * Both chains must be of the same type (e.g. MT_DATA).
1404  * Any m_pkthdr is not updated.
1405  */
1406 void
1407 m_cat(struct mbuf *m, struct mbuf *n)
1408 {
1409         m = m_last(m);
1410         while (n) {
1411                 if (m->m_flags & M_EXT ||
1412                     m->m_data + m->m_len + n->m_len >= &m->m_dat[MLEN]) {
1413                         /* just join the two chains */
1414                         m->m_next = n;
1415                         return;
1416                 }
1417                 /* splat the data from one into the other */
1418                 bcopy(mtod(n, caddr_t), mtod(m, caddr_t) + m->m_len,
1419                     (u_int)n->m_len);
1420                 m->m_len += n->m_len;
1421                 n = m_free(n);
1422         }
1423 }
1424
1425 void
1426 m_adj(struct mbuf *mp, int req_len)
1427 {
1428         int len = req_len;
1429         struct mbuf *m;
1430         int count;
1431
1432         if ((m = mp) == NULL)
1433                 return;
1434         if (len >= 0) {
1435                 /*
1436                  * Trim from head.
1437                  */
1438                 while (m != NULL && len > 0) {
1439                         if (m->m_len <= len) {
1440                                 len -= m->m_len;
1441                                 m->m_len = 0;
1442                                 m = m->m_next;
1443                         } else {
1444                                 m->m_len -= len;
1445                                 m->m_data += len;
1446                                 len = 0;
1447                         }
1448                 }
1449                 m = mp;
1450                 if (mp->m_flags & M_PKTHDR)
1451                         m->m_pkthdr.len -= (req_len - len);
1452         } else {
1453                 /*
1454                  * Trim from tail.  Scan the mbuf chain,
1455                  * calculating its length and finding the last mbuf.
1456                  * If the adjustment only affects this mbuf, then just
1457                  * adjust and return.  Otherwise, rescan and truncate
1458                  * after the remaining size.
1459                  */
1460                 len = -len;
1461                 count = 0;
1462                 for (;;) {
1463                         count += m->m_len;
1464                         if (m->m_next == NULL)
1465                                 break;
1466                         m = m->m_next;
1467                 }
1468                 if (m->m_len >= len) {
1469                         m->m_len -= len;
1470                         if (mp->m_flags & M_PKTHDR)
1471                                 mp->m_pkthdr.len -= len;
1472                         return;
1473                 }
1474                 count -= len;
1475                 if (count < 0)
1476                         count = 0;
1477                 /*
1478                  * Correct length for chain is "count".
1479                  * Find the mbuf with last data, adjust its length,
1480                  * and toss data from remaining mbufs on chain.
1481                  */
1482                 m = mp;
1483                 if (m->m_flags & M_PKTHDR)
1484                         m->m_pkthdr.len = count;
1485                 for (; m; m = m->m_next) {
1486                         if (m->m_len >= count) {
1487                                 m->m_len = count;
1488                                 break;
1489                         }
1490                         count -= m->m_len;
1491                 }
1492                 while (m->m_next)
1493                         (m = m->m_next) ->m_len = 0;
1494         }
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Set the m_data pointer of a newly-allocated mbuf
1499  * to place an object of the specified size at the
1500  * end of the mbuf, longword aligned.
1501  */
1502 void
1503 m_align(struct mbuf *m, int len)
1504 {
1505         int adjust;
1506
1507         if (m->m_flags & M_EXT)
1508                 adjust = m->m_ext.ext_size - len;
1509         else if (m->m_flags & M_PKTHDR)
1510                 adjust = MHLEN - len;
1511         else
1512                 adjust = MLEN - len;
1513         m->m_data += adjust &~ (sizeof(long)-1);
1514 }
1515
1516 /*
1517  * Rearrange an mbuf chain so that len bytes are contiguous
1518  * and in the data area of an mbuf (so that mtod will work for a structure
1519  * of size len).  Returns the resulting mbuf chain on success, frees it and
1520  * returns null on failure.  If there is room, it will add up to
1521  * max_protohdr-len extra bytes to the contiguous region in an attempt to
1522  * avoid being called next time.
1523  */
1524 struct mbuf *
1525 m_pullup(struct mbuf *n, int len)
1526 {
1527         struct mbuf *m;
1528         int count;
1529         int space;
1530
1531         /*
1532          * If first mbuf has no cluster, and has room for len bytes
1533          * without shifting current data, pullup into it,
1534          * otherwise allocate a new mbuf to prepend to the chain.
1535          */
1536         if (!(n->m_flags & M_EXT) &&
1537             n->m_data + len < &n->m_dat[MLEN] &&
1538             n->m_next) {
1539                 if (n->m_len >= len)
1540                         return (n);
1541                 m = n;
1542                 n = n->m_next;
1543                 len -= m->m_len;
1544         } else {
1545                 if (len > MHLEN)
1546                         goto bad;
1547                 if (n->m_flags & M_PKTHDR)
1548                         m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, n->m_type);
1549                 else
1550                         m = m_get(MB_DONTWAIT, n->m_type);
1551                 if (m == NULL)
1552                         goto bad;
1553                 m->m_len = 0;
1554                 if (n->m_flags & M_PKTHDR)
1555                         M_MOVE_PKTHDR(m, n);
1556         }
1557         space = &m->m_dat[MLEN] - (m->m_data + m->m_len);
1558         do {
1559                 count = min(min(max(len, max_protohdr), space), n->m_len);
1560                 bcopy(mtod(n, caddr_t), mtod(m, caddr_t) + m->m_len,
1561                   (unsigned)count);
1562                 len -= count;
1563                 m->m_len += count;
1564                 n->m_len -= count;
1565                 space -= count;
1566                 if (n->m_len)
1567                         n->m_data += count;
1568                 else
1569                         n = m_free(n);
1570         } while (len > 0 && n);
1571         if (len > 0) {
1572                 m_free(m);
1573                 goto bad;
1574         }
1575         m->m_next = n;
1576         return (m);
1577 bad:
1578         m_freem(n);
1579         atomic_add_long_nonlocked(&mbstat[mycpu->gd_cpuid].m_mcfail, 1);
1580         return (NULL);
1581 }
1582
1583 /*
1584  * Partition an mbuf chain in two pieces, returning the tail --
1585  * all but the first len0 bytes.  In case of failure, it returns NULL and
1586  * attempts to restore the chain to its original state.
1587  *
1588  * Note that the resulting mbufs might be read-only, because the new
1589  * mbuf can end up sharing an mbuf cluster with the original mbuf if
1590  * the "breaking point" happens to lie within a cluster mbuf. Use the
1591  * M_WRITABLE() macro to check for this case.
1592  */
1593 struct mbuf *
1594 m_split(struct mbuf *m0, int len0, int wait)
1595 {
1596         struct mbuf *m, *n;
1597         unsigned len = len0, remain;
1598
1599         for (m = m0; m && len > m->m_len; m = m->m_next)
1600                 len -= m->m_len;
1601         if (m == NULL)
1602                 return (NULL);
1603         remain = m->m_len - len;
1604         if (m0->m_flags & M_PKTHDR) {
1605                 n = m_gethdr(wait, m0->m_type);
1606                 if (n == NULL)
1607                         return (NULL);
1608                 n->m_pkthdr.rcvif = m0->m_pkthdr.rcvif;
1609                 n->m_pkthdr.len = m0->m_pkthdr.len - len0;
1610                 m0->m_pkthdr.len = len0;
1611                 if (m->m_flags & M_EXT)
1612                         goto extpacket;
1613                 if (remain > MHLEN) {
1614                         /* m can't be the lead packet */
1615                         MH_ALIGN(n, 0);
1616                         n->m_next = m_split(m, len, wait);
1617                         if (n->m_next == NULL) {
1618                                 m_free(n);
1619                                 return (NULL);
1620                         } else {
1621                                 n->m_len = 0;
1622                                 return (n);
1623                         }
1624                 } else
1625                         MH_ALIGN(n, remain);
1626         } else if (remain == 0) {
1627                 n = m->m_next;
1628                 m->m_next = 0;
1629                 return (n);
1630         } else {
1631                 n = m_get(wait, m->m_type);
1632                 if (n == NULL)
1633                         return (NULL);
1634                 M_ALIGN(n, remain);
1635         }
1636 extpacket:
1637         if (m->m_flags & M_EXT) {
1638                 KKASSERT((n->m_flags & M_EXT) == 0);
1639                 n->m_data = m->m_data + len;
1640                 m->m_ext.ext_ref(m->m_ext.ext_arg); 
1641                 n->m_ext = m->m_ext;
1642                 n->m_flags |= m->m_flags & (M_EXT | M_EXT_CLUSTER);
1643         } else {
1644                 bcopy(mtod(m, caddr_t) + len, mtod(n, caddr_t), remain);
1645         }
1646         n->m_len = remain;
1647         m->m_len = len;
1648         n->m_next = m->m_next;
1649         m->m_next = 0;
1650         return (n);
1651 }
1652
1653 /*
1654  * Routine to copy from device local memory into mbufs.
1655  * Note: "offset" is ill-defined and always called as 0, so ignore it.
1656  */
1657 struct mbuf *
1658 m_devget(char *buf, int len, int offset, struct ifnet *ifp,
1659     void (*copy)(volatile const void *from, volatile void *to, size_t length))
1660 {
1661         struct mbuf *m, *mfirst = NULL, **mtail;
1662         int nsize, flags;
1663
1664         if (copy == NULL)
1665                 copy = bcopy;
1666         mtail = &mfirst;
1667         flags = M_PKTHDR;
1668
1669         while (len > 0) {
1670                 m = m_getl(len, MB_DONTWAIT, MT_DATA, flags, &nsize);
1671                 if (m == NULL) {
1672                         m_freem(mfirst);
1673                         return (NULL);
1674                 }
1675                 m->m_len = min(len, nsize);
1676
1677                 if (flags & M_PKTHDR) {
1678                         if (len + max_linkhdr <= nsize)
1679                                 m->m_data += max_linkhdr;
1680                         m->m_pkthdr.rcvif = ifp;
1681                         m->m_pkthdr.len = len;
1682                         flags = 0;
1683                 }
1684
1685                 copy(buf, m->m_data, (unsigned)m->m_len);
1686                 buf += m->m_len;
1687                 len -= m->m_len;
1688                 *mtail = m;
1689                 mtail = &m->m_next;
1690         }
1691
1692         return (mfirst);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * Routine to pad mbuf to the specified length 'padto'.
1697  */
1698 int
1699 m_devpad(struct mbuf *m, int padto)
1700 {
1701         struct mbuf *last = NULL;
1702         int padlen;
1703
1704         if (padto <= m->m_pkthdr.len)
1705                 return 0;
1706
1707         padlen = padto - m->m_pkthdr.len;
1708
1709         /* if there's only the packet-header and we can pad there, use it. */
1710         if (m->m_pkthdr.len == m->m_len && M_TRAILINGSPACE(m) >= padlen) {
1711                 last = m;
1712         } else {
1713                 /*
1714                  * Walk packet chain to find last mbuf. We will either
1715                  * pad there, or append a new mbuf and pad it
1716                  */
1717                 for (last = m; last->m_next != NULL; last = last->m_next)
1718                         ; /* EMPTY */
1719
1720                 /* `last' now points to last in chain. */
1721                 if (M_TRAILINGSPACE(last) < padlen) {
1722                         struct mbuf *n;
1723
1724                         /* Allocate new empty mbuf, pad it.  Compact later. */
1725                         MGET(n, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1726                         if (n == NULL)
1727                                 return ENOBUFS;
1728                         n->m_len = 0;
1729                         last->m_next = n;
1730                         last = n;
1731                 }
1732         }
1733         KKASSERT(M_TRAILINGSPACE(last) >= padlen);
1734         KKASSERT(M_WRITABLE(last));
1735
1736         /* Now zero the pad area */
1737         bzero(mtod(last, char *) + last->m_len, padlen);
1738         last->m_len += padlen;
1739         m->m_pkthdr.len += padlen;
1740         return 0;
1741 }
1742
1743 /*
1744  * Copy data from a buffer back into the indicated mbuf chain,
1745  * starting "off" bytes from the beginning, extending the mbuf
1746  * chain if necessary.
1747  */
1748 void
1749 m_copyback(struct mbuf *m0, int off, int len, caddr_t cp)
1750 {
1751         int mlen;
1752         struct mbuf *m = m0, *n;
1753         int totlen = 0;
1754
1755         if (m0 == NULL)
1756                 return;
1757         while (off > (mlen = m->m_len)) {
1758                 off -= mlen;
1759                 totlen += mlen;
1760                 if (m->m_next == NULL) {
1761                         n = m_getclr(MB_DONTWAIT, m->m_type);
1762                         if (n == NULL)
1763                                 goto out;
1764                         n->m_len = min(MLEN, len + off);
1765                         m->m_next = n;
1766                 }
1767                 m = m->m_next;
1768         }
1769         while (len > 0) {
1770                 mlen = min (m->m_len - off, len);
1771                 bcopy(cp, off + mtod(m, caddr_t), (unsigned)mlen);
1772                 cp += mlen;
1773                 len -= mlen;
1774                 mlen += off;
1775                 off = 0;
1776                 totlen += mlen;
1777                 if (len == 0)
1778                         break;
1779                 if (m->m_next == NULL) {
1780                         n = m_get(MB_DONTWAIT, m->m_type);
1781                         if (n == NULL)
1782                                 break;
1783                         n->m_len = min(MLEN, len);
1784                         m->m_next = n;
1785                 }
1786                 m = m->m_next;
1787         }
1788 out:    if (((m = m0)->m_flags & M_PKTHDR) && (m->m_pkthdr.len < totlen))
1789                 m->m_pkthdr.len = totlen;
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Append the specified data to the indicated mbuf chain,
1794  * Extend the mbuf chain if the new data does not fit in
1795  * existing space.
1796  *
1797  * Return 1 if able to complete the job; otherwise 0.
1798  */
1799 int
1800 m_append(struct mbuf *m0, int len, c_caddr_t cp)
1801 {
1802         struct mbuf *m, *n;
1803         int remainder, space;
1804
1805         for (m = m0; m->m_next != NULL; m = m->m_next)
1806                 ;
1807         remainder = len;
1808         space = M_TRAILINGSPACE(m);
1809         if (space > 0) {
1810                 /*
1811                  * Copy into available space.
1812                  */
1813                 if (space > remainder)
1814                         space = remainder;
1815                 bcopy(cp, mtod(m, caddr_t) + m->m_len, space);
1816                 m->m_len += space;
1817                 cp += space, remainder -= space;
1818         }
1819         while (remainder > 0) {
1820                 /*
1821                  * Allocate a new mbuf; could check space
1822                  * and allocate a cluster instead.
1823                  */
1824                 n = m_get(MB_DONTWAIT, m->m_type);
1825                 if (n == NULL)
1826                         break;
1827                 n->m_len = min(MLEN, remainder);
1828                 bcopy(cp, mtod(n, caddr_t), n->m_len);
1829                 cp += n->m_len, remainder -= n->m_len;
1830                 m->m_next = n;
1831                 m = n;
1832         }
1833         if (m0->m_flags & M_PKTHDR)
1834                 m0->m_pkthdr.len += len - remainder;
1835         return (remainder == 0);
1836 }
1837
1838 /*
1839  * Apply function f to the data in an mbuf chain starting "off" bytes from
1840  * the beginning, continuing for "len" bytes.
1841  */
1842 int
1843 m_apply(struct mbuf *m, int off, int len,
1844     int (*f)(void *, void *, u_int), void *arg)
1845 {
1846         u_int count;
1847         int rval;
1848
1849         KASSERT(off >= 0, ("m_apply, negative off %d", off));
1850         KASSERT(len >= 0, ("m_apply, negative len %d", len));
1851         while (off > 0) {
1852                 KASSERT(m != NULL, ("m_apply, offset > size of mbuf chain"));
1853                 if (off < m->m_len)
1854                         break;
1855                 off -= m->m_len;
1856                 m = m->m_next;
1857         }
1858         while (len > 0) {
1859                 KASSERT(m != NULL, ("m_apply, offset > size of mbuf chain"));
1860                 count = min(m->m_len - off, len);
1861                 rval = (*f)(arg, mtod(m, caddr_t) + off, count);
1862                 if (rval)
1863                         return (rval);
1864                 len -= count;
1865                 off = 0;
1866                 m = m->m_next;
1867         }
1868         return (0);
1869 }
1870
1871 /*
1872  * Return a pointer to mbuf/offset of location in mbuf chain.
1873  */
1874 struct mbuf *
1875 m_getptr(struct mbuf *m, int loc, int *off)
1876 {
1877
1878         while (loc >= 0) {
1879                 /* Normal end of search. */
1880                 if (m->m_len > loc) {
1881                         *off = loc;
1882                         return (m);
1883                 } else {
1884                         loc -= m->m_len;
1885                         if (m->m_next == NULL) {
1886                                 if (loc == 0) {
1887                                         /* Point at the end of valid data. */
1888                                         *off = m->m_len;
1889                                         return (m);
1890                                 }
1891                                 return (NULL);
1892                         }
1893                         m = m->m_next;
1894                 }
1895         }
1896         return (NULL);
1897 }
1898
1899 void
1900 m_print(const struct mbuf *m)
1901 {
1902         int len;
1903         const struct mbuf *m2;
1904
1905         len = m->m_pkthdr.len;
1906         m2 = m;
1907         while (len) {
1908                 kprintf("%p %*D\n", m2, m2->m_len, (u_char *)m2->m_data, "-");
1909                 len -= m2->m_len;
1910                 m2 = m2->m_next;
1911         }
1912         return;
1913 }
1914
1915 /*
1916  * "Move" mbuf pkthdr from "from" to "to".
1917  * "from" must have M_PKTHDR set, and "to" must be empty.
1918  */
1919 void
1920 m_move_pkthdr(struct mbuf *to, struct mbuf *from)
1921 {
1922         KASSERT((to->m_flags & M_PKTHDR), ("m_move_pkthdr: not packet header"));
1923
1924         to->m_flags |= from->m_flags & M_COPYFLAGS;
1925         to->m_pkthdr = from->m_pkthdr;          /* especially tags */
1926         SLIST_INIT(&from->m_pkthdr.tags);       /* purge tags from src */
1927 }
1928
1929 /*
1930  * Duplicate "from"'s mbuf pkthdr in "to".
1931  * "from" must have M_PKTHDR set, and "to" must be empty.
1932  * In particular, this does a deep copy of the packet tags.
1933  */
1934 int
1935 m_dup_pkthdr(struct mbuf *to, const struct mbuf *from, int how)
1936 {
1937         KASSERT((to->m_flags & M_PKTHDR), ("m_dup_pkthdr: not packet header"));
1938
1939         to->m_flags = (from->m_flags & M_COPYFLAGS) |
1940                       (to->m_flags & ~M_COPYFLAGS);
1941         to->m_pkthdr = from->m_pkthdr;
1942         SLIST_INIT(&to->m_pkthdr.tags);
1943         return (m_tag_copy_chain(to, from, how));
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Defragment a mbuf chain, returning the shortest possible
1948  * chain of mbufs and clusters.  If allocation fails and
1949  * this cannot be completed, NULL will be returned, but
1950  * the passed in chain will be unchanged.  Upon success,
1951  * the original chain will be freed, and the new chain
1952  * will be returned.
1953  *
1954  * If a non-packet header is passed in, the original
1955  * mbuf (chain?) will be returned unharmed.
1956  *
1957  * m_defrag_nofree doesn't free the passed in mbuf.
1958  */
1959 struct mbuf *
1960 m_defrag(struct mbuf *m0, int how)
1961 {
1962         struct mbuf *m_new;
1963
1964         if ((m_new = m_defrag_nofree(m0, how)) == NULL)
1965                 return (NULL);
1966         if (m_new != m0)
1967                 m_freem(m0);
1968         return (m_new);
1969 }
1970
1971 struct mbuf *
1972 m_defrag_nofree(struct mbuf *m0, int how)
1973 {
1974         struct mbuf     *m_new = NULL, *m_final = NULL;
1975         int             progress = 0, length, nsize;
1976
1977         if (!(m0->m_flags & M_PKTHDR))
1978                 return (m0);
1979
1980 #ifdef MBUF_STRESS_TEST
1981         if (m_defragrandomfailures) {
1982                 int temp = karc4random() & 0xff;
1983                 if (temp == 0xba)
1984                         goto nospace;
1985         }
1986 #endif
1987         
1988         m_final = m_getl(m0->m_pkthdr.len, how, MT_DATA, M_PKTHDR, &nsize);
1989         if (m_final == NULL)
1990                 goto nospace;
1991         m_final->m_len = 0;     /* in case m0->m_pkthdr.len is zero */
1992
1993         if (m_dup_pkthdr(m_final, m0, how) == 0)
1994                 goto nospace;
1995
1996         m_new = m_final;
1997
1998         while (progress < m0->m_pkthdr.len) {
1999                 length = m0->m_pkthdr.len - progress;
2000                 if (length > MCLBYTES)
2001                         length = MCLBYTES;
2002
2003                 if (m_new == NULL) {
2004                         m_new = m_getl(length, how, MT_DATA, 0, &nsize);
2005                         if (m_new == NULL)
2006                                 goto nospace;
2007                 }
2008
2009                 m_copydata(m0, progress, length, mtod(m_new, caddr_t));
2010                 progress += length;
2011                 m_new->m_len = length;
2012                 if (m_new != m_final)
2013                         m_cat(m_final, m_new);
2014                 m_new = NULL;
2015         }
2016         if (m0->m_next == NULL)
2017                 m_defraguseless++;
2018         m_defragpackets++;
2019         m_defragbytes += m_final->m_pkthdr.len;
2020         return (m_final);
2021 nospace:
2022         m_defragfailure++;
2023         if (m_new)
2024                 m_free(m_new);
2025         m_freem(m_final);
2026         return (NULL);
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Move data from uio into mbufs.
2031  */
2032 struct mbuf *
2033 m_uiomove(struct uio *uio)
2034 {
2035         struct mbuf *m;                 /* current working mbuf */
2036         struct mbuf *head = NULL;       /* result mbuf chain */
2037         struct mbuf **mp = &head;
2038         int flags = M_PKTHDR;
2039         int nsize;
2040         int error;
2041         int resid;
2042
2043         do {
2044                 if (uio->uio_resid > INT_MAX)
2045                         resid = INT_MAX;
2046                 else
2047                         resid = (int)uio->uio_resid;
2048                 m = m_getl(resid, MB_WAIT, MT_DATA, flags, &nsize);
2049                 if (flags) {
2050                         m->m_pkthdr.len = 0;
2051                         /* Leave room for protocol headers. */
2052                         if (resid < MHLEN)
2053                                 MH_ALIGN(m, resid);
2054                         flags = 0;
2055                 }
2056                 m->m_len = imin(nsize, resid);
2057                 error = uiomove(mtod(m, caddr_t), m->m_len, uio);
2058                 if (error) {
2059                         m_free(m);
2060                         goto failed;
2061                 }
2062                 *mp = m;
2063                 mp = &m->m_next;
2064                 head->m_pkthdr.len += m->m_len;
2065         } while (uio->uio_resid > 0);
2066
2067         return (head);
2068
2069 failed:
2070         m_freem(head);
2071         return (NULL);
2072 }
2073
2074 struct mbuf *
2075 m_last(struct mbuf *m)
2076 {
2077         while (m->m_next)
2078                 m = m->m_next;
2079         return (m);
2080 }
2081
2082 /*
2083  * Return the number of bytes in an mbuf chain.
2084  * If lastm is not NULL, also return the last mbuf.
2085  */
2086 u_int
2087 m_lengthm(struct mbuf *m, struct mbuf **lastm)
2088 {
2089         u_int len = 0;
2090         struct mbuf *prev = m;
2091
2092         while (m) {
2093                 len += m->m_len;
2094                 prev = m;
2095                 m = m->m_next;
2096         }
2097         if (lastm != NULL)
2098                 *lastm = prev;
2099         return (len);
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Like m_lengthm(), except also keep track of mbuf usage.
2104  */
2105 u_int
2106 m_countm(struct mbuf *m, struct mbuf **lastm, u_int *pmbcnt)
2107 {
2108         u_int len = 0, mbcnt = 0;
2109         struct mbuf *prev = m;
2110
2111         while (m) {
2112                 len += m->m_len;
2113                 mbcnt += MSIZE;
2114                 if (m->m_flags & M_EXT)
2115                         mbcnt += m->m_ext.ext_size;
2116                 prev = m;
2117                 m = m->m_next;
2118         }
2119         if (lastm != NULL)
2120                 *lastm = prev;
2121         *pmbcnt = mbcnt;
2122         return (len);
2123 }