1cb03109c1348848d3f40b2318d35954cf25e96c
[deb_dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation 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 FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
48  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
49  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
50  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
51  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
52  * details.
53  *
54  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
55  * used to carry network packets.
56  *
57  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
58  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
59  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
60  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
61  */
62
63 #include <stdint.h>
64 #include <rte_common.h>
65 #include <rte_mempool.h>
66 #include <rte_memory.h>
67 #include <rte_atomic.h>
68 #include <rte_prefetch.h>
69 #include <rte_branch_prediction.h>
70 #include <rte_mbuf_ptype.h>
71
72 #ifdef __cplusplus
73 extern "C" {
74 #endif
75
76 /*
77  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
78  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
79  *
80  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
81  *   flags.
82  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
83  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
84  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
85  *   downwards, not upwards.
86  *
87  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
88  * rte_get_tx_ol_flag_name().
89  */
90
91 /**
92  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
93  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
94  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
95  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
96  */
97 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
98
99 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
100 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
101
102 /**
103  * Deprecated.
104  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
105  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
106  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
107  * wrong by the hardware.
108  */
109 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
110
111 /**
112  * Deprecated.
113  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
114  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
115  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
116  * wrong by the hardware.
117  */
118 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
119
120 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
121
122 /**
123  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
124  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
125  * in the RX configuration of the PMD.
126  */
127 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
128
129 /**
130  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
131  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
132  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
133  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
134  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
135  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
136  */
137 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
138
139 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
140 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
141 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
142 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
143
144 /**
145  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
146  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
147  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
148  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
149  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
150  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
151  */
152 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
153
154 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
155 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
156 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
157 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
158
159 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
160 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
161 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
162 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
163
164 /**
165  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
166  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
167  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
168  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
169  * must also be set.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
172
173 /**
174  * Deprecated.
175  * RX packet with double VLAN stripped.
176  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
179
180 /**
181  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
182  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
183  * valid and is set to the segment size of original packets.
184  */
185 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
186
187 /**
188  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
189  */
190 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
191
192 /* add new RX flags here */
193
194 /* add new TX flags here */
195
196 /**
197  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
198  * this offload feature for a packet to be transmitted.
199  */
200 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
201
202 /**
203  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
204  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
205  * tunnel type into the HW descriptors.
206  */
207 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
208 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
209 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
210 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
211 /* add new TX TUNNEL type here */
212 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
213
214 /**
215  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
216  */
217 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
218
219 /**
220  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
221  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
222  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
223  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
224  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
225  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
226  *    to 0 in the packet
227  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
228  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
229  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
230  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
231  */
232 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
233
234 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
235
236 /**
237  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
238  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
239  * L4 checksum offload, the user needs to:
240  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
241  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
242  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
243  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
244  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
245  *    For SCTP, set the crc field to 0.
246  */
247 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
248 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
249 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
250 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
251 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
252
253 /**
254  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
255  * also be set by the application, although a PMD will only check
256  * PKT_TX_IP_CKSUM.
257  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
258  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
259  */
260 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
261
262 /**
263  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
264  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
265  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
266  * the inner headers.
267  */
268 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
269
270 /**
271  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
272  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
273  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
274  * the inner headers.
275  */
276 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
277
278 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
279
280 /**
281  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
282  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
283  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
284  * packet must be set to 0.
285  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
286  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
287  */
288 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
289
290 /**
291  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
292  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
293  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
294  */
295 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
296
297 /**
298  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
299  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
300  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
301  */
302 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
303
304 /**
305  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
306  * which can be set for packet.
307  */
308 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
309                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
310                 PKT_TX_L4_MASK |         \
311                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
312                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
313                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
314                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
315                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
316                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
317                 PKT_TX_MACSEC)
318
319 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
320
321 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
322
323 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
324 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
325
326 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
327 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
328
329 /**
330  * Get the name of a RX offload flag
331  *
332  * @param mask
333  *   The mask describing the flag.
334  * @return
335  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
336  */
337 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
338
339 /**
340  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
341  *
342  * @param mask
343  *   The mask describing the RX flags.
344  * @param buf
345  *   The output buffer.
346  * @param buflen
347  *   The length of the buffer.
348  * @return
349  *   0 on success, (-1) on error.
350  */
351 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
352
353 /**
354  * Get the name of a TX offload flag
355  *
356  * @param mask
357  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
358  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
359  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
360  * @return
361  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
362  */
363 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
364
365 /**
366  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
367  *
368  * @param mask
369  *   The mask describing the TX flags.
370  * @param buf
371  *   The output buffer.
372  * @param buflen
373  *   The length of the buffer.
374  * @return
375  *   0 on success, (-1) on error.
376  */
377 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
378
379 /**
380  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
381  * splitting it into multiple segments.
382  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
383  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
384  */
385 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
386 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
387         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
388
389 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
390  * mbuf */
391 __extension__
392 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
393 __extension__
394 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
395 __extension__
396 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
397                                * with a single assignment */
398
399 /**
400  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
401  */
402 struct rte_mbuf {
403         MARKER cacheline0;
404
405         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
406         /**
407          * Physical address of segment buffer.
408          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
409          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
410          * working on vector drivers easier.
411          */
412         phys_addr_t buf_physaddr __rte_aligned(sizeof(phys_addr_t));
413
414         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
415         MARKER64 rearm_data;
416         uint16_t data_off;
417
418         /**
419          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
420          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
421          * It should only be accessed using the following functions:
422          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
423          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
424          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
425          * config option.
426          */
427         RTE_STD_C11
428         union {
429                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
430                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
431         };
432         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
433
434         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
435         uint16_t port;
436
437         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
438
439         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
440         MARKER rx_descriptor_fields1;
441
442         /*
443          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
444          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
445          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
446          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
447          * vlan is stripped from the data.
448          */
449         RTE_STD_C11
450         union {
451                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
452                 struct {
453                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
454                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
455                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
456                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
457                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
458                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
459                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
460                 };
461         };
462
463         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
464         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
465         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
466         uint16_t vlan_tci;
467
468         union {
469                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
470                 struct {
471                         RTE_STD_C11
472                         union {
473                                 struct {
474                                         uint16_t hash;
475                                         uint16_t id;
476                                 };
477                                 uint32_t lo;
478                                 /**< Second 4 flexible bytes */
479                         };
480                         uint32_t hi;
481                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
482                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
483                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
484                 struct {
485                         uint32_t lo;
486                         uint32_t hi;
487                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
488                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
489         } hash;                   /**< hash information */
490
491         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
492         uint16_t vlan_tci_outer;
493
494         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
495
496         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
497          * are not normalized but are always the same for a given port.
498          */
499         uint64_t timestamp;
500
501         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
502         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
503
504         RTE_STD_C11
505         union {
506                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
507                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
508         };
509
510         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
511         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
512
513         /* fields to support TX offloads */
514         RTE_STD_C11
515         union {
516                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
517                 __extension__
518                 struct {
519                         uint64_t l2_len:7;
520                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
521                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
522                          */
523                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
524                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
525                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
526
527                         /* fields for TX offloading of tunnels */
528                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
529                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
530
531                         /* uint64_t unused:8; */
532                 };
533         };
534
535         /** Size of the application private data. In case of an indirect
536          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
537         uint16_t priv_size;
538
539         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
540         uint16_t timesync;
541
542         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
543         uint32_t seqn;
544
545 } __rte_cache_aligned;
546
547 /**
548  * Prefetch the first part of the mbuf
549  *
550  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
551  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
552  * 64B, the second part will also be prefetched.
553  *
554  * @param m
555  *   The pointer to the mbuf.
556  */
557 static inline void
558 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
559 {
560         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
561 }
562
563 /**
564  * Prefetch the second part of the mbuf
565  *
566  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
567  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
568  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
569  * already in cache.
570  *
571  * @param m
572  *   The pointer to the mbuf.
573  */
574 static inline void
575 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
576 {
577 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
578         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
579 #else
580         RTE_SET_USED(m);
581 #endif
582 }
583
584
585 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
586
587 /**
588  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
589  *
590  * @param mb
591  *   The pointer to the mbuf.
592  * @return
593  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
594  */
595 static inline phys_addr_t
596 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
597 {
598         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
599 }
600
601 /**
602  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
603  *
604  * This function is used by drivers in their receive function, as it
605  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
606  * the default headroom in account.
607  *
608  * @param mb
609  *   The pointer to the mbuf.
610  * @return
611  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
612  */
613 static inline phys_addr_t
614 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
615 {
616         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
617 }
618
619 /**
620  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
621  *
622  * @param mi
623  *   The pointer to the indirect mbuf.
624  * @return
625  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
626  */
627 static inline struct rte_mbuf *
628 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
629 {
630         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
631 }
632
633 /**
634  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
635  *
636  * @param md
637  *   The pointer to the mbuf.
638  * @return
639  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
640  */
641 static inline char *
642 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
643 {
644         char *buffer_addr;
645         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
646         return buffer_addr;
647 }
648
649 /**
650  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
651  */
652 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
653
654 /**
655  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
656  */
657 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
658
659 /**
660  * Private data in case of pktmbuf pool.
661  *
662  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
663  * appended after the mempool structure (in private data).
664  */
665 struct rte_pktmbuf_pool_private {
666         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
667         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
668 };
669
670 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
671
672 /**  check mbuf type in debug mode */
673 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
674
675 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
676
677 /**  check mbuf type in debug mode */
678 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
679
680 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
681
682 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
683
684 /**
685  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
686  * @param m
687  *   Mbuf to read
688  * @return
689  *   Reference count number.
690  */
691 static inline uint16_t
692 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
693 {
694         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
695 }
696
697 /**
698  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
699  * @param m
700  *   Mbuf to update
701  * @param new_value
702  *   Value set
703  */
704 static inline void
705 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
706 {
707         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
708 }
709
710 /**
711  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
712  * @param m
713  *   Mbuf to update
714  * @param value
715  *   Value to add/subtract
716  * @return
717  *   Updated value
718  */
719 static inline uint16_t
720 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
721 {
722         /*
723          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
724          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
725          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
726          * operation has to be used because concurrent accesses on the
727          * reference counter can occur.
728          */
729         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
730                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
731                 return 1 + value;
732         }
733
734         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
735 }
736
737 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
738
739 /**
740  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
741  */
742 static inline uint16_t
743 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
744 {
745         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
746         return m->refcnt;
747 }
748
749 /**
750  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
751  */
752 static inline uint16_t
753 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
754 {
755         return m->refcnt;
756 }
757
758 /**
759  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
760  */
761 static inline void
762 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
763 {
764         m->refcnt = new_value;
765 }
766
767 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
768
769 /** Mbuf prefetch */
770 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
771         if ((m) != NULL)                        \
772                 rte_prefetch0(m);               \
773 } while (0)
774
775
776 /**
777  * Sanity checks on an mbuf.
778  *
779  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
780  * panic if corruption is detected.
781  *
782  * @param m
783  *   The mbuf to be checked.
784  * @param is_header
785  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
786  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
787  */
788 void
789 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
790
791 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
792         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
793         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
794         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
795         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
796 } while (0)
797
798 /**
799  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
800  *
801  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
802  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
803  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
804  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
805  *
806  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
807  * are initialized: buf_addr, buf_physaddr, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
808  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
809  * by the caller.
810  *
811  * @param mp
812  *   The mempool from which mbuf is allocated.
813  * @return
814  *   - The pointer to the new mbuf on success.
815  *   - NULL if allocation failed.
816  */
817 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
818 {
819         struct rte_mbuf *m;
820         void *mb = NULL;
821
822         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
823                 return NULL;
824         m = (struct rte_mbuf *)mb;
825         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
826         return m;
827 }
828
829 /**
830  * Put mbuf back into its original mempool.
831  *
832  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
833  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
834  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
835  *
836  * This function should be used with care, when optimization is
837  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
838  * rte_pktmbuf_free_seg().
839  *
840  * @param m
841  *   The mbuf to be freed.
842  */
843 static inline void __attribute__((always_inline))
844 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
845 {
846         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
847         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
848         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
849         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
850         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
851         rte_mempool_put(m->pool, m);
852 }
853
854 /* compat with older versions */
855 __rte_deprecated
856 static inline void
857 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
858 {
859         rte_mbuf_raw_free(m);
860 }
861
862 /* Operations on ctrl mbuf */
863
864 /**
865  * The control mbuf constructor.
866  *
867  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
868  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
869  * start address, and so on). This function is given as a callback function
870  * to rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
871  *
872  * @param mp
873  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
874  * @param opaque_arg
875  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
876  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
877  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
878  * @param m
879  *   The mbuf to initialize.
880  * @param i
881  *   The index of the mbuf in the pool table.
882  */
883 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
884                 void *m, unsigned i);
885
886 /**
887  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
888  *
889  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
890  * buffer, and with a length of zero.
891  *
892  * @param mp
893  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
894  * @return
895  *   - The pointer to the new mbuf on success.
896  *   - NULL if allocation failed.
897  */
898 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
899
900 /**
901  * Free a control mbuf back into its original mempool.
902  *
903  * @param m
904  *   The control mbuf to be freed.
905  */
906 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
907
908 /**
909  * A macro that returns the pointer to the carried data.
910  *
911  * The value that can be read or assigned.
912  *
913  * @param m
914  *   The control mbuf.
915  */
916 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
917
918 /**
919  * A macro that returns the length of the carried data.
920  *
921  * The value that can be read or assigned.
922  *
923  * @param m
924  *   The control mbuf.
925  */
926 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
927
928 /**
929  * Tests if an mbuf is a control mbuf
930  *
931  * @param m
932  *   The mbuf to be tested
933  * @return
934  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
935  *   - False(0) otherwise
936  */
937 static inline int
938 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
939 {
940         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
941 }
942
943 /* Operations on pkt mbuf */
944
945 /**
946  * The packet mbuf constructor.
947  *
948  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
949  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
950  * address, and so on). This function is given as a callback function to
951  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
952  *
953  * @param mp
954  *   The mempool from which mbufs originate.
955  * @param opaque_arg
956  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
957  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
958  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
959  * @param m
960  *   The mbuf to initialize.
961  * @param i
962  *   The index of the mbuf in the pool table.
963  */
964 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
965                       void *m, unsigned i);
966
967
968 /**
969  * A  packet mbuf pool constructor.
970  *
971  * This function initializes the mempool private data in the case of a
972  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
973  * function must be called on the mempool before it is used, or it
974  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
975  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
976  * provide another packet size.
977  *
978  * @param mp
979  *   The mempool from which mbufs originate.
980  * @param opaque_arg
981  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
982  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
983  *   rte_mempool_create().
984  */
985 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
986
987 /**
988  * Create a mbuf pool.
989  *
990  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
991  * a wrapper to rte_mempool functions.
992  *
993  * @param name
994  *   The name of the mbuf pool.
995  * @param n
996  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
997  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
998  *   n = (2^q - 1).
999  * @param cache_size
1000  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1001  *   details.
1002  * @param priv_size
1003  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1004  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1005  * @param data_room_size
1006  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1007  * @param socket_id
1008  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1009  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1010  *   reserved zone.
1011  * @return
1012  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1013  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1014  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1015  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1016  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1017  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1018  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1019  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1020  */
1021 struct rte_mempool *
1022 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1023         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1024         int socket_id);
1025
1026 /**
1027  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1028  *
1029  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1030  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1031  *
1032  * @param mp
1033  *   The packet mbuf pool.
1034  * @return
1035  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1036  */
1037 static inline uint16_t
1038 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1039 {
1040         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1041
1042         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1043         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1044 }
1045
1046 /**
1047  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1048  *
1049  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1050  * structure and the data buffer where an application can store data
1051  * associated to a packet.
1052  *
1053  * @param mp
1054  *   The packet mbuf pool.
1055  * @return
1056  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1057  */
1058 static inline uint16_t
1059 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1060 {
1061         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1062
1063         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1064         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1065 }
1066
1067 /**
1068  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1069  *
1070  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1071  *
1072  * @param m
1073  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1074  */
1075 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1076 {
1077         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1078 }
1079
1080 /**
1081  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1082  *
1083  * The given mbuf must have only one segment.
1084  *
1085  * @param m
1086  *   The packet mbuf to be resetted.
1087  */
1088 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1089 {
1090         m->next = NULL;
1091         m->pkt_len = 0;
1092         m->tx_offload = 0;
1093         m->vlan_tci = 0;
1094         m->vlan_tci_outer = 0;
1095         m->nb_segs = 1;
1096         m->port = 0xff;
1097
1098         m->ol_flags = 0;
1099         m->packet_type = 0;
1100         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1101
1102         m->data_len = 0;
1103         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1104 }
1105
1106 /**
1107  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1108  *
1109  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1110  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1111  * (if buffer size allows).
1112  *
1113  * @param mp
1114  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1115  * @return
1116  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1117  *   - NULL if allocation failed.
1118  */
1119 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1120 {
1121         struct rte_mbuf *m;
1122         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1123                 rte_pktmbuf_reset(m);
1124         return m;
1125 }
1126
1127 /**
1128  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1129  * values.
1130  *
1131  *  @param pool
1132  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1133  *  @param mbufs
1134  *    Array of pointers to mbufs
1135  *  @param count
1136  *    Array size
1137  *  @return
1138  *   - 0: Success
1139  */
1140 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1141          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1142 {
1143         unsigned idx = 0;
1144         int rc;
1145
1146         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1147         if (unlikely(rc))
1148                 return rc;
1149
1150         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1151          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1152          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1153          * check if count is zero.
1154          */
1155         switch (count % 4) {
1156         case 0:
1157                 while (idx != count) {
1158                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1159                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1160                         idx++;
1161                         /* fall-through */
1162         case 3:
1163                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1164                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1165                         idx++;
1166                         /* fall-through */
1167         case 2:
1168                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1169                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1170                         idx++;
1171                         /* fall-through */
1172         case 1:
1173                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1174                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1175                         idx++;
1176                         /* fall-through */
1177                 }
1178         }
1179         return 0;
1180 }
1181
1182 /**
1183  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1184  *
1185  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1186  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1187  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1188  *
1189  * Right now, not supported:
1190  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1191  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1192  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1193  *
1194  * @param mi
1195  *   The indirect packet mbuf.
1196  * @param m
1197  *   The packet mbuf we're attaching to.
1198  */
1199 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1200 {
1201         struct rte_mbuf *md;
1202
1203         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1204             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1205
1206         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1207         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1208                 md = m;
1209         else
1210                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1211
1212         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1213         mi->priv_size = m->priv_size;
1214         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1215         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1216         mi->buf_len = m->buf_len;
1217
1218         mi->data_off = m->data_off;
1219         mi->data_len = m->data_len;
1220         mi->port = m->port;
1221         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1222         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1223         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1224         mi->hash = m->hash;
1225
1226         mi->next = NULL;
1227         mi->pkt_len = mi->data_len;
1228         mi->nb_segs = 1;
1229         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1230         mi->packet_type = m->packet_type;
1231         mi->timestamp = m->timestamp;
1232
1233         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1234         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1235 }
1236
1237 /**
1238  * Detach an indirect packet mbuf.
1239  *
1240  *  - restore original mbuf address and length values.
1241  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1242  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1243  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1244  *
1245  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1246  *
1247  * @param m
1248  *   The indirect attached packet mbuf.
1249  */
1250 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1251 {
1252         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1253         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1254         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1255
1256         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1257         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1258         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1259
1260         m->priv_size = priv_size;
1261         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1262         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1263         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1264         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1265         m->data_len = 0;
1266         m->ol_flags = 0;
1267
1268         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1269                 md->next = NULL;
1270                 md->nb_segs = 1;
1271                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1272                 rte_mbuf_raw_free(md);
1273         }
1274 }
1275
1276 /**
1277  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1278  *
1279  * This function does the same than a free, except that it does not
1280  * return the segment to its pool.
1281  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1282  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1283  *
1284  * @param m
1285  *   The mbuf to be unlinked
1286  * @return
1287  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1288  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1289  */
1290 __attribute__((always_inline))
1291 static inline struct rte_mbuf *
1292 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1293 {
1294         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1295
1296         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1297
1298                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1299                         rte_pktmbuf_detach(m);
1300
1301                 if (m->next != NULL) {
1302                         m->next = NULL;
1303                         m->nb_segs = 1;
1304                 }
1305
1306                 return m;
1307
1308        } else if (rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, -1) == 0) {
1309
1310
1311                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1312                         rte_pktmbuf_detach(m);
1313
1314                 if (m->next != NULL) {
1315                         m->next = NULL;
1316                         m->nb_segs = 1;
1317                 }
1318                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1319
1320                 return m;
1321         }
1322         return NULL;
1323 }
1324
1325 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1326 __rte_deprecated
1327 static inline struct rte_mbuf *
1328 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1329 {
1330         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1331 }
1332
1333 /**
1334  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1335  *
1336  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1337  * buffers.
1338  *
1339  * @param m
1340  *   The packet mbuf segment to be freed.
1341  */
1342 static inline void __attribute__((always_inline))
1343 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1344 {
1345         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1346         if (likely(m != NULL))
1347                 rte_mbuf_raw_free(m);
1348 }
1349
1350 /**
1351  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1352  *
1353  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1354  * segment is added back into its original mempool.
1355  *
1356  * @param m
1357  *   The packet mbuf to be freed.
1358  */
1359 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1360 {
1361         struct rte_mbuf *m_next;
1362
1363         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1364
1365         while (m != NULL) {
1366                 m_next = m->next;
1367                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1368                 m = m_next;
1369         }
1370 }
1371
1372 /**
1373  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1374  *
1375  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1376  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1377  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1378  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1379  * from the original packet mbuf.
1380  *
1381  * @param md
1382  *   The packet mbuf to be cloned.
1383  * @param mp
1384  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1385  * @return
1386  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1387  *   - NULL if allocation fails.
1388  */
1389 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1390                 struct rte_mempool *mp)
1391 {
1392         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1393         uint32_t pktlen;
1394         uint8_t nseg;
1395
1396         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1397                 return NULL;
1398
1399         mi = mc;
1400         prev = &mi->next;
1401         pktlen = md->pkt_len;
1402         nseg = 0;
1403
1404         do {
1405                 nseg++;
1406                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1407                 *prev = mi;
1408                 prev = &mi->next;
1409         } while ((md = md->next) != NULL &&
1410             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1411
1412         *prev = NULL;
1413         mc->nb_segs = nseg;
1414         mc->pkt_len = pktlen;
1415
1416         /* Allocation of new indirect segment failed */
1417         if (unlikely (mi == NULL)) {
1418                 rte_pktmbuf_free(mc);
1419                 return NULL;
1420         }
1421
1422         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1423         return mc;
1424 }
1425
1426 /**
1427  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1428  *
1429  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1430  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1431  *
1432  * @param m
1433  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1434  * @param v
1435  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1436  */
1437 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1438 {
1439         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1440
1441         do {
1442                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1443         } while ((m = m->next) != NULL);
1444 }
1445
1446 /**
1447  * Get the headroom in a packet mbuf.
1448  *
1449  * @param m
1450  *   The packet mbuf.
1451  * @return
1452  *   The length of the headroom.
1453  */
1454 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1455 {
1456         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1457         return m->data_off;
1458 }
1459
1460 /**
1461  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1462  *
1463  * @param m
1464  *   The packet mbuf.
1465  * @return
1466  *   The length of the tailroom.
1467  */
1468 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1469 {
1470         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1471         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1472                           m->data_len);
1473 }
1474
1475 /**
1476  * Get the last segment of the packet.
1477  *
1478  * @param m
1479  *   The packet mbuf.
1480  * @return
1481  *   The last segment of the given mbuf.
1482  */
1483 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1484 {
1485         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1486
1487         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1488         while (m2->next != NULL)
1489                 m2 = m2->next;
1490         return m2;
1491 }
1492
1493 /**
1494  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1495  *
1496  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1497  * function, the user must ensure that the first segment is large
1498  * enough to accommodate its data.
1499  *
1500  * @param m
1501  *   The packet mbuf.
1502  * @param o
1503  *   The offset into the mbuf data.
1504  * @param t
1505  *   The type to cast the result into.
1506  */
1507 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1508         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1509
1510 /**
1511  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1512  *
1513  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1514  * function, the user must ensure that the first segment is large
1515  * enough to accommodate its data.
1516  *
1517  * @param m
1518  *   The packet mbuf.
1519  * @param t
1520  *   The type to cast the result into.
1521  */
1522 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1523
1524 /**
1525  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1526  * start of the data in the mbuf
1527  *
1528  * @param m
1529  *   The packet mbuf.
1530  * @param o
1531  *   The offset into the data to calculate address from.
1532  */
1533 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1534         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1535
1536 /**
1537  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1538  * data in the mbuf
1539  *
1540  * @param m
1541  *   The packet mbuf.
1542  */
1543 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1544
1545 /**
1546  * A macro that returns the length of the packet.
1547  *
1548  * The value can be read or assigned.
1549  *
1550  * @param m
1551  *   The packet mbuf.
1552  */
1553 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1554
1555 /**
1556  * A macro that returns the length of the segment.
1557  *
1558  * The value can be read or assigned.
1559  *
1560  * @param m
1561  *   The packet mbuf.
1562  */
1563 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1564
1565 /**
1566  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1567  *
1568  * Returns a pointer to the new
1569  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1570  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1571  *
1572  * @param m
1573  *   The pkt mbuf.
1574  * @param len
1575  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1576  * @return
1577  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1578  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1579  */
1580 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1581                                         uint16_t len)
1582 {
1583         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1584
1585         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1586                 return NULL;
1587
1588         m->data_off -= len;
1589         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1590         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1591
1592         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1593 }
1594
1595 /**
1596  * Append len bytes to an mbuf.
1597  *
1598  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1599  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1600  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1601  *
1602  * @param m
1603  *   The packet mbuf.
1604  * @param len
1605  *   The amount of data to append (in bytes).
1606  * @return
1607  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1608  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1609  */
1610 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1611 {
1612         void *tail;
1613         struct rte_mbuf *m_last;
1614
1615         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1616
1617         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1618         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1619                 return NULL;
1620
1621         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1622         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1623         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1624         return (char*) tail;
1625 }
1626
1627 /**
1628  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1629  *
1630  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1631  * length is greater than the length of the first segment, then the
1632  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1633  *
1634  * @param m
1635  *   The packet mbuf.
1636  * @param len
1637  *   The amount of data to remove (in bytes).
1638  * @return
1639  *   A pointer to the new start of the data.
1640  */
1641 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1642 {
1643         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1644
1645         if (unlikely(len > m->data_len))
1646                 return NULL;
1647
1648         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1649         m->data_off += len;
1650         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1651         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1652 }
1653
1654 /**
1655  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1656  *
1657  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1658  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1659  *
1660  * @param m
1661  *   The packet mbuf.
1662  * @param len
1663  *   The amount of data to remove (in bytes).
1664  * @return
1665  *   - 0: On success.
1666  *   - -1: On error.
1667  */
1668 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1669 {
1670         struct rte_mbuf *m_last;
1671
1672         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1673
1674         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1675         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1676                 return -1;
1677
1678         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1679         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1680         return 0;
1681 }
1682
1683 /**
1684  * Test if mbuf data is contiguous.
1685  *
1686  * @param m
1687  *   The packet mbuf.
1688  * @return
1689  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1690  *   - 0, if there is several segments.
1691  */
1692 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1693 {
1694         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1695         return !!(m->nb_segs == 1);
1696 }
1697
1698 /**
1699  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1700  */
1701 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1702         uint32_t len, void *buf);
1703
1704 /**
1705  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1706  *
1707  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1708  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1709  * pointer.
1710  *
1711  * @param m
1712  *   The pointer to the mbuf.
1713  * @param off
1714  *   The offset of the data in the mbuf.
1715  * @param len
1716  *   The amount of bytes to read.
1717  * @param buf
1718  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1719  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1720  * @return
1721  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1722  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1723  */
1724 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1725         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1726 {
1727         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1728                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1729         else
1730                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1731 }
1732
1733 /**
1734  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1735  *
1736  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1737  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1738  * chain the entries manually.
1739  *
1740  * @param head
1741  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1742  * @param tail
1743  *   The mbuf to put last in the chain
1744  *
1745  * @return
1746  *   - 0, on success.
1747  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1748  */
1749 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1750 {
1751         struct rte_mbuf *cur_tail;
1752
1753         /* Check for number-of-segments-overflow */
1754         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1755                 return -EOVERFLOW;
1756
1757         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1758         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1759         cur_tail->next = tail;
1760
1761         /* accumulate number of segments and total length. */
1762         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1763         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1764
1765         /* pkt_len is only set in the head */
1766         tail->pkt_len = tail->data_len;
1767
1768         return 0;
1769 }
1770
1771 /**
1772  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1773  *
1774  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1775  *
1776  * @param m
1777  *   The packet mbuf to be validated.
1778  * @return
1779  *   0 if packet is valid
1780  */
1781 static inline int
1782 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1783 {
1784         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1785         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1786
1787         /* Does packet set any of available offloads? */
1788         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1789                 return 0;
1790
1791         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1792                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1793
1794         /* Headers are fragmented */
1795         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1796                 return -ENOTSUP;
1797
1798         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1799         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1800                 return -EINVAL;
1801
1802         /* IP type not set when required */
1803         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1804                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1805                         return -EINVAL;
1806
1807         /* Check requirements for TSO packet */
1808         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1809                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1810                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1811                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1812                         return -EINVAL;
1813
1814         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1815         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1816                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1817                 return -EINVAL;
1818
1819         return 0;
1820 }
1821
1822 /**
1823  * Linearize data in mbuf.
1824  *
1825  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1826  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1827  *
1828  * @param mbuf
1829  *   mbuf to linearize
1830  * @return
1831  *   - 0, on success
1832  *   - -1, on error
1833  */
1834 static inline int
1835 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1836 {
1837         int seg_len, copy_len;
1838         struct rte_mbuf *m;
1839         struct rte_mbuf *m_next;
1840         char *buffer;
1841
1842         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1843                 return 0;
1844
1845         /* Extend first segment to the total packet length */
1846         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1847
1848         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1849                 return -1;
1850
1851         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1852         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1853
1854         /* Append data from next segments to the first one */
1855         m = mbuf->next;
1856         while (m != NULL) {
1857                 m_next = m->next;
1858
1859                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1860                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1861                 buffer += seg_len;
1862
1863                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1864                 m = m_next;
1865         }
1866
1867         mbuf->next = NULL;
1868         mbuf->nb_segs = 1;
1869
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 /**
1874  * Dump an mbuf structure to a file.
1875  *
1876  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1877  * segments (in the case of a chained buffer).
1878  *
1879  * @param f
1880  *   A pointer to a file for output
1881  * @param m
1882  *   The packet mbuf.
1883  * @param dump_len
1884  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1885  *   the packet.
1886  */
1887 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1888
1889 #ifdef __cplusplus
1890 }
1891 #endif
1892
1893 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */