8eab5a836b1070e9d8c86c78be0a8c9670465251
[deb_dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright 2014 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MBUF_H_
7 #define _RTE_MBUF_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mbuf
12  *
13  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
14  * that may be used by the RTE application to store message
15  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
16  * RTE mempool library.
17  *
18  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
19  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
20  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
21  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
22  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
23  * details.
24  *
25  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
26  * used to carry network packets.
27  *
28  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
29  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
30  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
31  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
32  */
33
34 #include <stdint.h>
35 #include <rte_compat.h>
36 #include <rte_common.h>
37 #include <rte_config.h>
38 #include <rte_mempool.h>
39 #include <rte_memory.h>
40 #include <rte_atomic.h>
41 #include <rte_prefetch.h>
42 #include <rte_branch_prediction.h>
43 #include <rte_mbuf_ptype.h>
44
45 #ifdef __cplusplus
46 extern "C" {
47 #endif
48
49 /*
50  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
51  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
52  *
53  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
54  *   flags.
55  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
56  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
57  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
58  *   downwards, not upwards.
59  *
60  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
61  * rte_get_tx_ol_flag_name().
62  */
63
64 /**
65  * The RX packet is a 802.1q VLAN packet, and the tci has been
66  * saved in in mbuf->vlan_tci.
67  * If the flag PKT_RX_VLAN_STRIPPED is also present, the VLAN
68  * header has been stripped from mbuf data, else it is still
69  * present.
70  */
71 #define PKT_RX_VLAN          (1ULL << 0)
72
73 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
74 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
75
76 /**
77  * Deprecated.
78  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
79  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
80  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
81  * wrong by the hardware.
82  */
83 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
84
85 /**
86  * Deprecated.
87  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
88  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
89  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
90  * wrong by the hardware.
91  */
92 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
93
94 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
95
96 /**
97  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
98  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
99  * in the RX configuration of the PMD.
100  * When PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set, PKT_RX_VLAN must also be set.
101  */
102 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
103
104 /**
105  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
106  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
107  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
108  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
109  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
110  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
111  */
112 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
113
114 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
115 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
116 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
117 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
118
119 /**
120  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
121  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
122  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
123  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
124  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
125  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
126  */
127 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
128
129 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
130 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
131 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
132 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
133
134 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
135 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
136 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
137 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
138
139 /**
140  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
141  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
142  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
143  * configuration of the PMD.
144  * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
145  * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) must also be set.
146  */
147 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
148
149 /**
150  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
151  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
152  * valid and is set to the segment size of original packets.
153  */
154 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
155
156 /**
157  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
158  */
159 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
160
161 /**
162  * Indicate that security offload processing was applied on the RX packet.
163  */
164 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 18)
165
166 /**
167  * Indicate that security offload processing failed on the RX packet.
168  */
169 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD_FAILED       (1ULL << 19)
170
171 /**
172  * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
173  * saved in in mbuf->vlan_tci_outer. If PKT_RX_QINQ set, PKT_RX_VLAN
174  * also should be set and inner tci should be saved to mbuf->vlan_tci.
175  * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
176  * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
177  * present.
178  */
179 #define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
180
181 /**
182  * Mask of bits used to determine the status of outer RX L4 checksum.
183  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN: no info about the outer RX L4 checksum
184  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD: the outer L4 checksum in the packet is wrong
185  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD: the outer L4 checksum in the packet is valid
186  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID: invalid outer L4 checksum state.
187  *
188  * The detection of PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD shall be based on the given
189  * HW capability, At minimum, the PMD should support
190  * PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN and PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD states
191  * if the DEV_RX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload is available.
192  */
193 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_MASK      ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
194
195 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN   0
196 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD       (1ULL << 21)
197 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD      (1ULL << 22)
198 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID   ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
199
200 /* add new RX flags here */
201
202 /* add new TX flags here */
203
204 /**
205  * Indicate that the metadata field in the mbuf is in use.
206  */
207 #define PKT_TX_METADATA (1ULL << 40)
208
209 /**
210  * Outer UDP checksum offload flag. This flag is used for enabling
211  * outer UDP checksum in PMD. To use outer UDP checksum, the user needs to
212  * 1) Enable the following in mbuf,
213  * a) Fill outer_l2_len and outer_l3_len in mbuf.
214  * b) Set the PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM flag.
215  * c) Set the PKT_TX_OUTER_IPV4 or PKT_TX_OUTER_IPV6 flag.
216  * 2) Configure DEV_TX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload flag.
217  */
218 #define PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM     (1ULL << 41)
219
220 /**
221  * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
222  * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
223  * to store the MSS of UDP fragments.
224  */
225 #define PKT_TX_UDP_SEG  (1ULL << 42)
226
227 /**
228  * Request security offload processing on the TX packet.
229  */
230 #define PKT_TX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 43)
231
232 /**
233  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
234  * this offload feature for a packet to be transmitted.
235  */
236 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
237
238 /**
239  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
240  * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
241  * of tunnel packets.
242  * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
243  * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
244  * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
245  */
246 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
247 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
248 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
249 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
250 /** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
251 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
252 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
253 /**
254  * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
255  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
256  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
257  * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
258  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
259  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
260  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
261  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
262  * or checksum are not expected to be updated.
263  */
264 #define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
265 /**
266  * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
267  * UDP tunnel type implies outer IP layer.
268  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
269  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
270  * if possible.
271  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
272  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
273  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
274  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
275  * or checksum are not expected to be updated.
276  */
277 #define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 45)
278 /* add new TX TUNNEL type here */
279 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
280
281 /**
282  * Double VLAN insertion (QinQ) request to driver, driver may offload the
283  * insertion based on device capability.
284  * mbuf 'vlan_tci' & 'vlan_tci_outer' must be valid when this flag is set.
285  */
286 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)
287 /* this old name is deprecated */
288 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
289
290 /**
291  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
292  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
293  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
294  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
295  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
296  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
297  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
298  */
299 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
300
301 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
302
303 /**
304  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
305  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
306  * L4 checksum offload, the user needs to:
307  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
308  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
309  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
310  */
311 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
312 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
313 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
314 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
315 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
316
317 /**
318  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
319  * also be set by the application, although a PMD will only check
320  * PKT_TX_IP_CKSUM.
321  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
322  */
323 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
324
325 /**
326  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
327  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
328  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
329  * the inner headers.
330  */
331 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
332
333 /**
334  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
335  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
336  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
337  * the inner headers.
338  */
339 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
340
341 /**
342  * VLAN tag insertion request to driver, driver may offload the insertion
343  * based on the device capability.
344  * mbuf 'vlan_tci' field must be valid when this flag is set.
345  */
346 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
347 /* this old name is deprecated */
348 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
349
350 /**
351  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
352  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
353  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
354  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
355  */
356 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
357
358 /**
359  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
360  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
361  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
362  */
363 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
364
365 /**
366  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
367  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
368  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
369  */
370 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
371
372 /**
373  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
374  * which can be set for packet.
375  */
376 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
377                 PKT_TX_OUTER_IPV6 |      \
378                 PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
379                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
380                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
381                 PKT_TX_IPV6 |            \
382                 PKT_TX_IPV4 |            \
383                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
384                 PKT_TX_L4_MASK |         \
385                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
386                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
387                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
388                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
389                 PKT_TX_MACSEC |          \
390                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD |     \
391                 PKT_TX_UDP_SEG |         \
392                 PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM | \
393                 PKT_TX_METADATA)
394
395 /**
396  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
397  */
398 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
399
400 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
401
402 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
403 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
404
405 /**
406  * Get the name of a RX offload flag
407  *
408  * @param mask
409  *   The mask describing the flag.
410  * @return
411  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
412  */
413 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
414
415 /**
416  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
417  *
418  * @param mask
419  *   The mask describing the RX flags.
420  * @param buf
421  *   The output buffer.
422  * @param buflen
423  *   The length of the buffer.
424  * @return
425  *   0 on success, (-1) on error.
426  */
427 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
428
429 /**
430  * Get the name of a TX offload flag
431  *
432  * @param mask
433  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
434  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
435  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
436  * @return
437  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
438  */
439 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
440
441 /**
442  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
443  *
444  * @param mask
445  *   The mask describing the TX flags.
446  * @param buf
447  *   The output buffer.
448  * @param buflen
449  *   The length of the buffer.
450  * @return
451  *   0 on success, (-1) on error.
452  */
453 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
454
455 /**
456  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
457  * splitting it into multiple segments.
458  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
459  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
460  */
461 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
462 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
463         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
464
465 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
466  * mbuf */
467 __extension__
468 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
469 __extension__
470 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
471 __extension__
472 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
473                                * with a single assignment */
474
475 /**
476  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
477  */
478 struct rte_mbuf {
479         MARKER cacheline0;
480
481         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
482         /**
483          * Physical address of segment buffer.
484          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
485          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
486          * working on vector drivers easier.
487          */
488         RTE_STD_C11
489         union {
490                 rte_iova_t buf_iova;
491                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
492         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
493
494         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
495         MARKER64 rearm_data;
496         uint16_t data_off;
497
498         /**
499          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
500          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
501          * It should only be accessed using the following functions:
502          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
503          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
504          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
505          * config option.
506          */
507         RTE_STD_C11
508         union {
509                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
510                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
511         };
512         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
513
514         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
515          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
516          */
517         uint16_t port;
518
519         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
520
521         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
522         MARKER rx_descriptor_fields1;
523
524         /*
525          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
526          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
527          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
528          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
529          * vlan is stripped from the data.
530          */
531         RTE_STD_C11
532         union {
533                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
534                 struct {
535                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
536                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
537                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
538                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
539                         RTE_STD_C11
540                         union {
541                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
542                                 /**< ESP next protocol type, valid if
543                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
544                                  * on both Tx and Rx.
545                                  */
546                                 __extension__
547                                 struct {
548                                         uint8_t inner_l2_type:4;
549                                         /**< Inner L2 type. */
550                                         uint8_t inner_l3_type:4;
551                                         /**< Inner L3 type. */
552                                 };
553                         };
554                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
555                 };
556         };
557
558         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
559         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
560         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
561         uint16_t vlan_tci;
562
563         RTE_STD_C11
564         union {
565                 union {
566                         uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
567                         struct {
568                                 union {
569                                         struct {
570                                                 uint16_t hash;
571                                                 uint16_t id;
572                                         };
573                                         uint32_t lo;
574                                         /**< Second 4 flexible bytes */
575                                 };
576                                 uint32_t hi;
577                                 /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent
578                                  * on PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags.
579                                  */
580                         } fdir; /**< Filter identifier if FDIR enabled */
581                         struct {
582                                 uint32_t lo;
583                                 uint32_t hi;
584                                 /**< The event eth Tx adapter uses this field
585                                  * to store Tx queue id.
586                                  * @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
587                                  */
588                         } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
589                         /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
590                         uint32_t usr;
591                 } hash;                   /**< hash information */
592                 struct {
593                         /**
594                          * Application specific metadata value
595                          * for egress flow rule match.
596                          * Valid if PKT_TX_METADATA is set.
597                          * Located here to allow conjunct use
598                          * with hash.sched.hi.
599                          */
600                         uint32_t tx_metadata;
601                         uint32_t reserved;
602                 };
603         };
604
605         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
606         uint16_t vlan_tci_outer;
607
608         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
609
610         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
611          * are not normalized but are always the same for a given port.
612          */
613         uint64_t timestamp;
614
615         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
616         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
617
618         RTE_STD_C11
619         union {
620                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
621                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
622         };
623
624         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
625         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
626
627         /* fields to support TX offloads */
628         RTE_STD_C11
629         union {
630                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
631                 __extension__
632                 struct {
633                         uint64_t l2_len:7;
634                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
635                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
636                          */
637                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
638                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
639                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
640
641                         /* fields for TX offloading of tunnels */
642                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
643                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
644
645                         /* uint64_t unused:8; */
646                 };
647         };
648
649         /** Size of the application private data. In case of an indirect
650          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
651         uint16_t priv_size;
652
653         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
654         uint16_t timesync;
655
656         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
657         uint32_t seqn;
658
659         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
660          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
661          */
662         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
663
664 } __rte_cache_aligned;
665
666 /**
667  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
668  */
669 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
670
671 /**
672  * Shared data at the end of an external buffer.
673  */
674 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
675         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
676         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
677         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
678 };
679
680 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
681 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
682
683 /**
684  * Prefetch the first part of the mbuf
685  *
686  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
687  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
688  * 64B, the second part will also be prefetched.
689  *
690  * @param m
691  *   The pointer to the mbuf.
692  */
693 static inline void
694 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
695 {
696         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
697 }
698
699 /**
700  * Prefetch the second part of the mbuf
701  *
702  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
703  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
704  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
705  * already in cache.
706  *
707  * @param m
708  *   The pointer to the mbuf.
709  */
710 static inline void
711 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
712 {
713 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
714         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
715 #else
716         RTE_SET_USED(m);
717 #endif
718 }
719
720
721 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
722
723 /**
724  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
725  *
726  * @param mb
727  *   The pointer to the mbuf.
728  * @return
729  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
730  */
731 static inline rte_iova_t
732 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
733 {
734         return mb->buf_iova + mb->data_off;
735 }
736
737 __rte_deprecated
738 static inline phys_addr_t
739 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
740 {
741         return rte_mbuf_data_iova(mb);
742 }
743
744 /**
745  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
746  *
747  * This function is used by drivers in their receive function, as it
748  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
749  * the default headroom in account.
750  *
751  * @param mb
752  *   The pointer to the mbuf.
753  * @return
754  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
755  */
756 static inline rte_iova_t
757 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
758 {
759         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
760 }
761
762 __rte_deprecated
763 static inline phys_addr_t
764 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
765 {
766         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
767 }
768
769 /**
770  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
771  *
772  * @param mi
773  *   The pointer to the indirect mbuf.
774  * @return
775  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
776  */
777 static inline struct rte_mbuf *
778 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
779 {
780         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
781 }
782
783 /**
784  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
785  *
786  * @param md
787  *   The pointer to the mbuf.
788  * @return
789  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
790  */
791 static inline char *
792 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
793 {
794         char *buffer_addr;
795         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
796         return buffer_addr;
797 }
798
799 /**
800  * Return the starting address of the private data area embedded in
801  * the given mbuf.
802  *
803  * Note that no check is made to ensure that a private data area
804  * actually exists in the supplied mbuf.
805  *
806  * @param m
807  *   The pointer to the mbuf.
808  * @return
809  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
810  */
811 static inline void * __rte_experimental
812 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
813 {
814         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
815 }
816
817 /**
818  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
819  * otherwise.
820  *
821  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
822  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
823  */
824 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
825
826 /**
827  * Deprecated.
828  * Use RTE_MBUF_CLONED().
829  */
830 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
831
832 /**
833  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
834  *
835  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
836  */
837 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
838
839 /**
840  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
841  *
842  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
843  * can be defined as a direct mbuf.
844  */
845 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
846         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
847
848 /**
849  * Private data in case of pktmbuf pool.
850  *
851  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
852  * appended after the mempool structure (in private data).
853  */
854 struct rte_pktmbuf_pool_private {
855         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
856         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
857 };
858
859 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
860
861 /**  check mbuf type in debug mode */
862 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
863
864 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
865
866 /**  check mbuf type in debug mode */
867 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
868
869 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
870
871 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
872
873 /**
874  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
875  * @param m
876  *   Mbuf to read
877  * @return
878  *   Reference count number.
879  */
880 static inline uint16_t
881 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
882 {
883         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
884 }
885
886 /**
887  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
888  * @param m
889  *   Mbuf to update
890  * @param new_value
891  *   Value set
892  */
893 static inline void
894 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
895 {
896         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
897 }
898
899 /* internal */
900 static inline uint16_t
901 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
902 {
903         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
904 }
905
906 /**
907  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
908  * @param m
909  *   Mbuf to update
910  * @param value
911  *   Value to add/subtract
912  * @return
913  *   Updated value
914  */
915 static inline uint16_t
916 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
917 {
918         /*
919          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
920          * call it in the case where we know we are the unique holder of
921          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
922          * operation has to be used because concurrent accesses on the
923          * reference counter can occur.
924          */
925         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
926                 ++value;
927                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
928                 return (uint16_t)value;
929         }
930
931         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
932 }
933
934 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
935
936 /* internal */
937 static inline uint16_t
938 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
939 {
940         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
941         return m->refcnt;
942 }
943
944 /**
945  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
946  */
947 static inline uint16_t
948 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
949 {
950         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
951 }
952
953 /**
954  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
955  */
956 static inline uint16_t
957 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
958 {
959         return m->refcnt;
960 }
961
962 /**
963  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
964  */
965 static inline void
966 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
967 {
968         m->refcnt = new_value;
969 }
970
971 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
972
973 /**
974  * Reads the refcnt of an external buffer.
975  *
976  * @param shinfo
977  *   Shared data of the external buffer.
978  * @return
979  *   Reference count number.
980  */
981 static inline uint16_t
982 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
983 {
984         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
985 }
986
987 /**
988  * Set refcnt of an external buffer.
989  *
990  * @param shinfo
991  *   Shared data of the external buffer.
992  * @param new_value
993  *   Value set
994  */
995 static inline void
996 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
997         uint16_t new_value)
998 {
999         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
1000 }
1001
1002 /**
1003  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
1004  * value.
1005  *
1006  * @param shinfo
1007  *   Shared data of the external buffer.
1008  * @param value
1009  *   Value to add/subtract
1010  * @return
1011  *   Updated value
1012  */
1013 static inline uint16_t
1014 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1015         int16_t value)
1016 {
1017         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
1018                 ++value;
1019                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
1020                 return (uint16_t)value;
1021         }
1022
1023         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
1024 }
1025
1026 /** Mbuf prefetch */
1027 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1028         if ((m) != NULL)                        \
1029                 rte_prefetch0(m);               \
1030 } while (0)
1031
1032
1033 /**
1034  * Sanity checks on an mbuf.
1035  *
1036  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1037  * panic if corruption is detected.
1038  *
1039  * @param m
1040  *   The mbuf to be checked.
1041  * @param is_header
1042  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1043  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1044  */
1045 void
1046 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1047
1048 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
1049         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
1050         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
1051         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
1052         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
1053 } while (0)
1054
1055 /**
1056  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
1057  *
1058  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1059  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1060  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1061  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1062  *
1063  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1064  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1065  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1066  * by the caller.
1067  *
1068  * @param mp
1069  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1070  * @return
1071  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1072  *   - NULL if allocation failed.
1073  */
1074 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1075 {
1076         struct rte_mbuf *m;
1077
1078         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1079                 return NULL;
1080         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1081         return m;
1082 }
1083
1084 /**
1085  * Put mbuf back into its original mempool.
1086  *
1087  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1088  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1089  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1090  *
1091  * This function should be used with care, when optimization is
1092  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1093  * rte_pktmbuf_free_seg().
1094  *
1095  * @param m
1096  *   The mbuf to be freed.
1097  */
1098 static __rte_always_inline void
1099 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1100 {
1101         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1102         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1103         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1104         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1105         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1106         rte_mempool_put(m->pool, m);
1107 }
1108
1109 /**
1110  * The packet mbuf constructor.
1111  *
1112  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1113  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1114  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1115  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1116  *
1117  * @param mp
1118  *   The mempool from which mbufs originate.
1119  * @param opaque_arg
1120  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1121  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1122  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1123  * @param m
1124  *   The mbuf to initialize.
1125  * @param i
1126  *   The index of the mbuf in the pool table.
1127  */
1128 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1129                       void *m, unsigned i);
1130
1131
1132 /**
1133  * A  packet mbuf pool constructor.
1134  *
1135  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1136  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1137  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1138  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1139  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1140  * provide another packet size.
1141  *
1142  * @param mp
1143  *   The mempool from which mbufs originate.
1144  * @param opaque_arg
1145  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1146  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1147  *   rte_mempool_create().
1148  */
1149 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1150
1151 /**
1152  * Create a mbuf pool.
1153  *
1154  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1155  * a wrapper to rte_mempool functions.
1156  *
1157  * @param name
1158  *   The name of the mbuf pool.
1159  * @param n
1160  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1161  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1162  *   n = (2^q - 1).
1163  * @param cache_size
1164  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1165  *   details.
1166  * @param priv_size
1167  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1168  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1169  * @param data_room_size
1170  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1171  * @param socket_id
1172  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1173  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1174  *   reserved zone.
1175  * @return
1176  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1177  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1178  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1179  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1180  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1181  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1182  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1183  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1184  */
1185 struct rte_mempool *
1186 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1187         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1188         int socket_id);
1189
1190 /**
1191  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1192  *
1193  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1194  * a wrapper to rte_mempool functions.
1195  *
1196  * @param name
1197  *   The name of the mbuf pool.
1198  * @param n
1199  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1200  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1201  *   n = (2^q - 1).
1202  * @param cache_size
1203  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1204  *   details.
1205  * @param priv_size
1206  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1207  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1208  * @param data_room_size
1209  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1210  * @param socket_id
1211  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1212  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1213  *   reserved zone.
1214  * @param ops_name
1215  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1216  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1217  * @return
1218  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1219  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1220  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1221  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1222  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1223  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1224  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1225  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1226  */
1227 struct rte_mempool *
1228 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1229         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1230         int socket_id, const char *ops_name);
1231
1232 /**
1233  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1234  *
1235  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1236  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1237  *
1238  * @param mp
1239  *   The packet mbuf pool.
1240  * @return
1241  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1242  */
1243 static inline uint16_t
1244 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1245 {
1246         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1247
1248         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1249         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1254  *
1255  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1256  * structure and the data buffer where an application can store data
1257  * associated to a packet.
1258  *
1259  * @param mp
1260  *   The packet mbuf pool.
1261  * @return
1262  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1263  */
1264 static inline uint16_t
1265 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1266 {
1267         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1268
1269         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1270         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1271 }
1272
1273 /**
1274  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1275  *
1276  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1277  *
1278  * @param m
1279  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1280  */
1281 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1282 {
1283         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1284                                         (uint16_t)m->buf_len);
1285 }
1286
1287 /**
1288  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1289  *
1290  * The given mbuf must have only one segment.
1291  *
1292  * @param m
1293  *   The packet mbuf to be reset.
1294  */
1295 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1296
1297 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1298 {
1299         m->next = NULL;
1300         m->pkt_len = 0;
1301         m->tx_offload = 0;
1302         m->vlan_tci = 0;
1303         m->vlan_tci_outer = 0;
1304         m->nb_segs = 1;
1305         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1306
1307         m->ol_flags = 0;
1308         m->packet_type = 0;
1309         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1310
1311         m->data_len = 0;
1312         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1313 }
1314
1315 /**
1316  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1317  *
1318  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1319  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1320  * (if buffer size allows).
1321  *
1322  * @param mp
1323  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1324  * @return
1325  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1326  *   - NULL if allocation failed.
1327  */
1328 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1329 {
1330         struct rte_mbuf *m;
1331         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1332                 rte_pktmbuf_reset(m);
1333         return m;
1334 }
1335
1336 /**
1337  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1338  * values.
1339  *
1340  *  @param pool
1341  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1342  *  @param mbufs
1343  *    Array of pointers to mbufs
1344  *  @param count
1345  *    Array size
1346  *  @return
1347  *   - 0: Success
1348  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1349  */
1350 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1351          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1352 {
1353         unsigned idx = 0;
1354         int rc;
1355
1356         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1357         if (unlikely(rc))
1358                 return rc;
1359
1360         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1361          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1362          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1363          * check if count is zero.
1364          */
1365         switch (count % 4) {
1366         case 0:
1367                 while (idx != count) {
1368                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1369                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1370                         idx++;
1371                         /* fall-through */
1372         case 3:
1373                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1374                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1375                         idx++;
1376                         /* fall-through */
1377         case 2:
1378                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1379                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1380                         idx++;
1381                         /* fall-through */
1382         case 1:
1383                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1384                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1385                         idx++;
1386                         /* fall-through */
1387                 }
1388         }
1389         return 0;
1390 }
1391
1392 /**
1393  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1394  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1395  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1396  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1397  * separately, this should not be called but application has to properly
1398  * initialize the shared data according to its need.
1399  *
1400  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1401  *
1402  * @warning
1403  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1404  * after this initialization. This shall be used for
1405  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1406  *
1407  * @param buf_addr
1408  *   The pointer to the external buffer.
1409  * @param [in,out] buf_len
1410  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1411  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1412  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1413  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1414  * @param free_cb
1415  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1416  *   freed.
1417  * @param fcb_opaque
1418  *   Argument for the free callback function.
1419  *
1420  * @return
1421  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1422  *   otherwise.
1423  */
1424 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1425 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1426         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1427 {
1428         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1429         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1430         void *addr;
1431
1432         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1433                                    sizeof(uintptr_t));
1434         if (addr <= buf_addr)
1435                 return NULL;
1436
1437         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1438         shinfo->free_cb = free_cb;
1439         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1440         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1441
1442         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1443         return shinfo;
1444 }
1445
1446 /**
1447  * Attach an external buffer to a mbuf.
1448  *
1449  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1450  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1451  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1452  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1453  *
1454  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1455  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1456  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1457  *
1458  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1459  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1460  * this API.
1461  *
1462  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1463  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1464  *
1465  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1466  * the content properly, especially free callback and refcnt. The pointer
1467  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1468  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1469  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1470  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1471  *
1472  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1473  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1474  *                                             free_cb, fcb_arg);
1475  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1476  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1477  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1478  *
1479  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1480  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1481  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1482  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1483  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1484  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1485  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1486  *   external buffer is writable.
1487  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1488  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1489  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1490  *
1491  * @warning
1492  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1493  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1494  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1495  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1496  * having external buffer.
1497  *
1498  * @param m
1499  *   The pointer to the mbuf.
1500  * @param buf_addr
1501  *   The pointer to the external buffer.
1502  * @param buf_iova
1503  *   IO address of the external buffer.
1504  * @param buf_len
1505  *   The size of the external buffer.
1506  * @param shinfo
1507  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1508  */
1509 static inline void __rte_experimental
1510 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1511         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1512         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1513 {
1514         /* mbuf should not be read-only */
1515         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1516         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1517
1518         m->buf_addr = buf_addr;
1519         m->buf_iova = buf_iova;
1520         m->buf_len = buf_len;
1521
1522         m->data_len = 0;
1523         m->data_off = 0;
1524
1525         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1526         m->shinfo = shinfo;
1527 }
1528
1529 /**
1530  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1531  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1532  *
1533  * @param m
1534  *   The mbuf having external buffer.
1535  */
1536 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1537
1538 /**
1539  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1540  *
1541  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1542  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1543  * external buffer instead of mbuf indirection.
1544  *
1545  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1546  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1547  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1548  *
1549  * Right now, not supported:
1550  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1551  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1552  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1553  *
1554  * @param mi
1555  *   The indirect packet mbuf.
1556  * @param m
1557  *   The packet mbuf we're attaching to.
1558  */
1559 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1560 {
1561         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1562             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1563
1564         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1565                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1566                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1567                 mi->shinfo = m->shinfo;
1568         } else {
1569                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1570                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1571                 mi->priv_size = m->priv_size;
1572                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1573         }
1574
1575         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1576         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1577         mi->buf_len = m->buf_len;
1578
1579         mi->data_off = m->data_off;
1580         mi->data_len = m->data_len;
1581         mi->port = m->port;
1582         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1583         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1584         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1585         mi->hash = m->hash;
1586
1587         mi->next = NULL;
1588         mi->pkt_len = mi->data_len;
1589         mi->nb_segs = 1;
1590         mi->packet_type = m->packet_type;
1591         mi->timestamp = m->timestamp;
1592
1593         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1594         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1595 }
1596
1597 /**
1598  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1599  *
1600  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1601  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1602  * callback.
1603  */
1604 static inline void
1605 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1606 {
1607         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1608         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1609
1610         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1611                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1612 }
1613
1614 /**
1615  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1616  *
1617  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1618  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1619  */
1620 static inline void
1621 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1622 {
1623         struct rte_mbuf *md;
1624
1625         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1626
1627         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1628
1629         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1630                 md->next = NULL;
1631                 md->nb_segs = 1;
1632                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1633                 rte_mbuf_raw_free(md);
1634         }
1635 }
1636
1637 /**
1638  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1639  *
1640  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1641  *    becomes zero.
1642  *  - restore original mbuf address and length values.
1643  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1644  *
1645  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1646  *
1647  * @param m
1648  *   The indirect attached packet mbuf.
1649  */
1650 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1651 {
1652         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1653         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1654         uint16_t priv_size;
1655
1656         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1657                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1658         else
1659                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1660
1661         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1662         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1663         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1664
1665         m->priv_size = priv_size;
1666         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1667         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1668         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1669         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1670         m->data_len = 0;
1671         m->ol_flags = 0;
1672 }
1673
1674 /**
1675  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1676  *
1677  * This function does the same than a free, except that it does not
1678  * return the segment to its pool.
1679  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1680  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1681  *
1682  * @param m
1683  *   The mbuf to be unlinked
1684  * @return
1685  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1686  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1687  */
1688 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1689 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1690 {
1691         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1692
1693         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1694
1695                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1696                         rte_pktmbuf_detach(m);
1697
1698                 if (m->next != NULL) {
1699                         m->next = NULL;
1700                         m->nb_segs = 1;
1701                 }
1702
1703                 return m;
1704
1705         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1706
1707                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1708                         rte_pktmbuf_detach(m);
1709
1710                 if (m->next != NULL) {
1711                         m->next = NULL;
1712                         m->nb_segs = 1;
1713                 }
1714                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1715
1716                 return m;
1717         }
1718         return NULL;
1719 }
1720
1721 /**
1722  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1723  *
1724  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1725  * buffers.
1726  *
1727  * @param m
1728  *   The packet mbuf segment to be freed.
1729  */
1730 static __rte_always_inline void
1731 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1732 {
1733         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1734         if (likely(m != NULL))
1735                 rte_mbuf_raw_free(m);
1736 }
1737
1738 /**
1739  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1740  *
1741  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1742  * segment is added back into its original mempool.
1743  *
1744  * @param m
1745  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1746  */
1747 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1748 {
1749         struct rte_mbuf *m_next;
1750
1751         if (m != NULL)
1752                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1753
1754         while (m != NULL) {
1755                 m_next = m->next;
1756                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1757                 m = m_next;
1758         }
1759 }
1760
1761 /**
1762  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1763  *
1764  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1765  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1766  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1767  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1768  * from the original packet mbuf.
1769  *
1770  * @param md
1771  *   The packet mbuf to be cloned.
1772  * @param mp
1773  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1774  * @return
1775  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1776  *   - NULL if allocation fails.
1777  */
1778 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1779                 struct rte_mempool *mp)
1780 {
1781         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1782         uint32_t pktlen;
1783         uint16_t nseg;
1784
1785         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1786                 return NULL;
1787
1788         mi = mc;
1789         prev = &mi->next;
1790         pktlen = md->pkt_len;
1791         nseg = 0;
1792
1793         do {
1794                 nseg++;
1795                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1796                 *prev = mi;
1797                 prev = &mi->next;
1798         } while ((md = md->next) != NULL &&
1799             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1800
1801         *prev = NULL;
1802         mc->nb_segs = nseg;
1803         mc->pkt_len = pktlen;
1804
1805         /* Allocation of new indirect segment failed */
1806         if (unlikely (mi == NULL)) {
1807                 rte_pktmbuf_free(mc);
1808                 return NULL;
1809         }
1810
1811         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1812         return mc;
1813 }
1814
1815 /**
1816  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1817  *
1818  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1819  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1820  *
1821  * @param m
1822  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1823  * @param v
1824  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1825  */
1826 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1827 {
1828         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1829
1830         do {
1831                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1832         } while ((m = m->next) != NULL);
1833 }
1834
1835 /**
1836  * Get the headroom in a packet mbuf.
1837  *
1838  * @param m
1839  *   The packet mbuf.
1840  * @return
1841  *   The length of the headroom.
1842  */
1843 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1844 {
1845         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1846         return m->data_off;
1847 }
1848
1849 /**
1850  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1851  *
1852  * @param m
1853  *   The packet mbuf.
1854  * @return
1855  *   The length of the tailroom.
1856  */
1857 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1858 {
1859         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1860         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1861                           m->data_len);
1862 }
1863
1864 /**
1865  * Get the last segment of the packet.
1866  *
1867  * @param m
1868  *   The packet mbuf.
1869  * @return
1870  *   The last segment of the given mbuf.
1871  */
1872 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1873 {
1874         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1875         while (m->next != NULL)
1876                 m = m->next;
1877         return m;
1878 }
1879
1880 /**
1881  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1882  *
1883  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1884  * function, the user must ensure that the first segment is large
1885  * enough to accommodate its data.
1886  *
1887  * @param m
1888  *   The packet mbuf.
1889  * @param o
1890  *   The offset into the mbuf data.
1891  * @param t
1892  *   The type to cast the result into.
1893  */
1894 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1895         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1896
1897 /**
1898  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1899  *
1900  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1901  * function, the user must ensure that the first segment is large
1902  * enough to accommodate its data.
1903  *
1904  * @param m
1905  *   The packet mbuf.
1906  * @param t
1907  *   The type to cast the result into.
1908  */
1909 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1910
1911 /**
1912  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1913  * start of the data in the mbuf
1914  *
1915  * @param m
1916  *   The packet mbuf.
1917  * @param o
1918  *   The offset into the data to calculate address from.
1919  */
1920 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1921         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1922
1923 /* deprecated */
1924 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1925         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1926
1927 /**
1928  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1929  * data in the mbuf
1930  *
1931  * @param m
1932  *   The packet mbuf.
1933  */
1934 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1935
1936 /* deprecated */
1937 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1938
1939 /**
1940  * A macro that returns the length of the packet.
1941  *
1942  * The value can be read or assigned.
1943  *
1944  * @param m
1945  *   The packet mbuf.
1946  */
1947 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1948
1949 /**
1950  * A macro that returns the length of the segment.
1951  *
1952  * The value can be read or assigned.
1953  *
1954  * @param m
1955  *   The packet mbuf.
1956  */
1957 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1958
1959 /**
1960  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1961  *
1962  * Returns a pointer to the new
1963  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1964  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1965  *
1966  * @param m
1967  *   The pkt mbuf.
1968  * @param len
1969  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1970  * @return
1971  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1972  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1973  */
1974 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1975                                         uint16_t len)
1976 {
1977         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1978
1979         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1980                 return NULL;
1981
1982         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1983          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1984          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1985         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1986         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1987         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1988
1989         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1990 }
1991
1992 /**
1993  * Append len bytes to an mbuf.
1994  *
1995  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1996  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1997  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1998  *
1999  * @param m
2000  *   The packet mbuf.
2001  * @param len
2002  *   The amount of data to append (in bytes).
2003  * @return
2004  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
2005  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
2006  */
2007 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2008 {
2009         void *tail;
2010         struct rte_mbuf *m_last;
2011
2012         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2013
2014         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2015         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
2016                 return NULL;
2017
2018         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
2019         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
2020         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
2021         return (char*) tail;
2022 }
2023
2024 /**
2025  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
2026  *
2027  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
2028  * length is greater than the length of the first segment, then the
2029  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
2030  *
2031  * @param m
2032  *   The packet mbuf.
2033  * @param len
2034  *   The amount of data to remove (in bytes).
2035  * @return
2036  *   A pointer to the new start of the data.
2037  */
2038 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2039 {
2040         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2041
2042         if (unlikely(len > m->data_len))
2043                 return NULL;
2044
2045         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2046          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
2047          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2048         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
2049         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
2050         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2051         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2052 }
2053
2054 /**
2055  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2056  *
2057  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2058  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2059  *
2060  * @param m
2061  *   The packet mbuf.
2062  * @param len
2063  *   The amount of data to remove (in bytes).
2064  * @return
2065  *   - 0: On success.
2066  *   - -1: On error.
2067  */
2068 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2069 {
2070         struct rte_mbuf *m_last;
2071
2072         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2073
2074         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2075         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2076                 return -1;
2077
2078         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2079         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2080         return 0;
2081 }
2082
2083 /**
2084  * Test if mbuf data is contiguous.
2085  *
2086  * @param m
2087  *   The packet mbuf.
2088  * @return
2089  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2090  *   - 0, if there is several segments.
2091  */
2092 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2093 {
2094         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2095         return !!(m->nb_segs == 1);
2096 }
2097
2098 /**
2099  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2100  */
2101 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2102         uint32_t len, void *buf);
2103
2104 /**
2105  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2106  *
2107  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2108  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2109  * pointer.
2110  *
2111  * @param m
2112  *   The pointer to the mbuf.
2113  * @param off
2114  *   The offset of the data in the mbuf.
2115  * @param len
2116  *   The amount of bytes to read.
2117  * @param buf
2118  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2119  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2120  * @return
2121  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2122  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2123  */
2124 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2125         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2126 {
2127         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2128                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2129         else
2130                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2131 }
2132
2133 /**
2134  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2135  *
2136  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2137  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2138  * chain the entries manually.
2139  *
2140  * @param head
2141  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2142  * @param tail
2143  *   The mbuf to put last in the chain
2144  *
2145  * @return
2146  *   - 0, on success.
2147  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2148  */
2149 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2150 {
2151         struct rte_mbuf *cur_tail;
2152
2153         /* Check for number-of-segments-overflow */
2154         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2155                 return -EOVERFLOW;
2156
2157         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2158         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2159         cur_tail->next = tail;
2160
2161         /* accumulate number of segments and total length.
2162          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2163          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2164          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2165         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2166         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2167
2168         /* pkt_len is only set in the head */
2169         tail->pkt_len = tail->data_len;
2170
2171         return 0;
2172 }
2173
2174 /**
2175  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2176  *
2177  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2178  *
2179  * @param m
2180  *   The packet mbuf to be validated.
2181  * @return
2182  *   0 if packet is valid
2183  */
2184 static inline int
2185 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2186 {
2187         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2188         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2189
2190         /* Does packet set any of available offloads? */
2191         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2192                 return 0;
2193
2194         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2195                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2196                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2197                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2198                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2199                                   m->outer_l3_len;
2200
2201         /* Headers are fragmented */
2202         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2203                 return -ENOTSUP;
2204
2205         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2206         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2207                 return -EINVAL;
2208
2209         /* IP type not set when required */
2210         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2211                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2212                         return -EINVAL;
2213
2214         /* Check requirements for TSO packet */
2215         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2216                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2217                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2218                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2219                         return -EINVAL;
2220
2221         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2222         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2223                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2224                 return -EINVAL;
2225
2226         return 0;
2227 }
2228
2229 /**
2230  * Linearize data in mbuf.
2231  *
2232  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2233  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2234  *
2235  * @param mbuf
2236  *   mbuf to linearize
2237  * @return
2238  *   - 0, on success
2239  *   - -1, on error
2240  */
2241 static inline int
2242 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2243 {
2244         size_t seg_len, copy_len;
2245         struct rte_mbuf *m;
2246         struct rte_mbuf *m_next;
2247         char *buffer;
2248
2249         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2250                 return 0;
2251
2252         /* Extend first segment to the total packet length */
2253         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2254
2255         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2256                 return -1;
2257
2258         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2259         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2260
2261         /* Append data from next segments to the first one */
2262         m = mbuf->next;
2263         while (m != NULL) {
2264                 m_next = m->next;
2265
2266                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2267                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2268                 buffer += seg_len;
2269
2270                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2271                 m = m_next;
2272         }
2273
2274         mbuf->next = NULL;
2275         mbuf->nb_segs = 1;
2276
2277         return 0;
2278 }
2279
2280 /**
2281  * Dump an mbuf structure to a file.
2282  *
2283  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2284  * segments (in the case of a chained buffer).
2285  *
2286  * @param f
2287  *   A pointer to a file for output
2288  * @param m
2289  *   The packet mbuf.
2290  * @param dump_len
2291  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2292  *   the packet.
2293  */
2294 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2295
2296 #ifdef __cplusplus
2297 }
2298 #endif
2299
2300 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */