New upstream version 18.11-rc1
[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 mbuff,
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  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
283  */
284 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
285 /* this old name is deprecated */
286 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
287
288 /**
289  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
290  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
291  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
292  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
293  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
294  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
295  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
296  */
297 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
298
299 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
300
301 /**
302  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
303  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
304  * L4 checksum offload, the user needs to:
305  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
306  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
307  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
308  */
309 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
310 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
311 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
312 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
313 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
314
315 /**
316  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
317  * also be set by the application, although a PMD will only check
318  * PKT_TX_IP_CKSUM.
319  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
320  */
321 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
322
323 /**
324  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
325  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
326  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
327  * the inner headers.
328  */
329 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
330
331 /**
332  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
333  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
334  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
335  * the inner headers.
336  */
337 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
338
339 /**
340  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
341  */
342 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
343 /* this old name is deprecated */
344 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
345
346 /**
347  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
348  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
349  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
350  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
351  */
352 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
353
354 /**
355  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
356  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
357  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
358  */
359 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
360
361 /**
362  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
363  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
364  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
365  */
366 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
367
368 /**
369  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
370  * which can be set for packet.
371  */
372 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
373                 PKT_TX_OUTER_IPV6 |      \
374                 PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
375                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
376                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
377                 PKT_TX_IPV6 |            \
378                 PKT_TX_IPV4 |            \
379                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
380                 PKT_TX_L4_MASK |         \
381                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
382                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
383                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
384                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
385                 PKT_TX_MACSEC |          \
386                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD |     \
387                 PKT_TX_UDP_SEG |         \
388                 PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM | \
389                 PKT_TX_METADATA)
390
391 /**
392  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
393  */
394 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
395
396 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
397
398 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
399 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
400
401 /**
402  * Get the name of a RX offload flag
403  *
404  * @param mask
405  *   The mask describing the flag.
406  * @return
407  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
408  */
409 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
410
411 /**
412  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
413  *
414  * @param mask
415  *   The mask describing the RX flags.
416  * @param buf
417  *   The output buffer.
418  * @param buflen
419  *   The length of the buffer.
420  * @return
421  *   0 on success, (-1) on error.
422  */
423 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
424
425 /**
426  * Get the name of a TX offload flag
427  *
428  * @param mask
429  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
430  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
431  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
432  * @return
433  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
434  */
435 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
436
437 /**
438  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
439  *
440  * @param mask
441  *   The mask describing the TX flags.
442  * @param buf
443  *   The output buffer.
444  * @param buflen
445  *   The length of the buffer.
446  * @return
447  *   0 on success, (-1) on error.
448  */
449 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
450
451 /**
452  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
453  * splitting it into multiple segments.
454  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
455  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
456  */
457 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
458 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
459         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
460
461 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
462  * mbuf */
463 __extension__
464 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
465 __extension__
466 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
467 __extension__
468 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
469                                * with a single assignment */
470
471 /**
472  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
473  */
474 struct rte_mbuf {
475         MARKER cacheline0;
476
477         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
478         /**
479          * Physical address of segment buffer.
480          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
481          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
482          * working on vector drivers easier.
483          */
484         RTE_STD_C11
485         union {
486                 rte_iova_t buf_iova;
487                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
488         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
489
490         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
491         MARKER64 rearm_data;
492         uint16_t data_off;
493
494         /**
495          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
496          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
497          * It should only be accessed using the following functions:
498          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
499          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
500          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
501          * config option.
502          */
503         RTE_STD_C11
504         union {
505                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
506                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
507         };
508         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
509
510         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
511          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
512          */
513         uint16_t port;
514
515         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
516
517         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
518         MARKER rx_descriptor_fields1;
519
520         /*
521          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
522          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
523          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
524          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
525          * vlan is stripped from the data.
526          */
527         RTE_STD_C11
528         union {
529                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
530                 struct {
531                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
532                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
533                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
534                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
535                         RTE_STD_C11
536                         union {
537                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
538                                 /**< ESP next protocol type, valid if
539                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
540                                  * on both Tx and Rx.
541                                  */
542                                 __extension__
543                                 struct {
544                                         uint8_t inner_l2_type:4;
545                                         /**< Inner L2 type. */
546                                         uint8_t inner_l3_type:4;
547                                         /**< Inner L3 type. */
548                                 };
549                         };
550                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
551                 };
552         };
553
554         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
555         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
556         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
557         uint16_t vlan_tci;
558
559         RTE_STD_C11
560         union {
561                 union {
562                         uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
563                         struct {
564                                 union {
565                                         struct {
566                                                 uint16_t hash;
567                                                 uint16_t id;
568                                         };
569                                         uint32_t lo;
570                                         /**< Second 4 flexible bytes */
571                                 };
572                                 uint32_t hi;
573                                 /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent
574                                  * on PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags.
575                                  */
576                         } fdir; /**< Filter identifier if FDIR enabled */
577                         struct {
578                                 uint32_t lo;
579                                 uint32_t hi;
580                                 /**< The event eth Tx adapter uses this field
581                                  * to store Tx queue id.
582                                  * @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
583                                  */
584                         } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
585                         /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
586                         uint32_t usr;
587                 } hash;                   /**< hash information */
588                 struct {
589                         /**
590                          * Application specific metadata value
591                          * for egress flow rule match.
592                          * Valid if PKT_TX_METADATA is set.
593                          * Located here to allow conjunct use
594                          * with hash.sched.hi.
595                          */
596                         uint32_t tx_metadata;
597                         uint32_t reserved;
598                 };
599         };
600
601         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
602         uint16_t vlan_tci_outer;
603
604         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
605
606         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
607          * are not normalized but are always the same for a given port.
608          */
609         uint64_t timestamp;
610
611         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
612         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
613
614         RTE_STD_C11
615         union {
616                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
617                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
618         };
619
620         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
621         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
622
623         /* fields to support TX offloads */
624         RTE_STD_C11
625         union {
626                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
627                 __extension__
628                 struct {
629                         uint64_t l2_len:7;
630                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
631                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
632                          */
633                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
634                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
635                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
636
637                         /* fields for TX offloading of tunnels */
638                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
639                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
640
641                         /* uint64_t unused:8; */
642                 };
643         };
644
645         /** Size of the application private data. In case of an indirect
646          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
647         uint16_t priv_size;
648
649         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
650         uint16_t timesync;
651
652         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
653         uint32_t seqn;
654
655         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
656          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
657          */
658         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
659
660 } __rte_cache_aligned;
661
662 /**
663  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
664  */
665 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
666
667 /**
668  * Shared data at the end of an external buffer.
669  */
670 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
671         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
672         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
673         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
674 };
675
676 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
677 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
678
679 /**
680  * Prefetch the first part of the mbuf
681  *
682  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
683  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
684  * 64B, the second part will also be prefetched.
685  *
686  * @param m
687  *   The pointer to the mbuf.
688  */
689 static inline void
690 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
691 {
692         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
693 }
694
695 /**
696  * Prefetch the second part of the mbuf
697  *
698  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
699  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
700  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
701  * already in cache.
702  *
703  * @param m
704  *   The pointer to the mbuf.
705  */
706 static inline void
707 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
708 {
709 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
710         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
711 #else
712         RTE_SET_USED(m);
713 #endif
714 }
715
716
717 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
718
719 /**
720  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
721  *
722  * @param mb
723  *   The pointer to the mbuf.
724  * @return
725  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
726  */
727 static inline rte_iova_t
728 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
729 {
730         return mb->buf_iova + mb->data_off;
731 }
732
733 __rte_deprecated
734 static inline phys_addr_t
735 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
736 {
737         return rte_mbuf_data_iova(mb);
738 }
739
740 /**
741  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
742  *
743  * This function is used by drivers in their receive function, as it
744  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
745  * the default headroom in account.
746  *
747  * @param mb
748  *   The pointer to the mbuf.
749  * @return
750  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
751  */
752 static inline rte_iova_t
753 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
754 {
755         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
756 }
757
758 __rte_deprecated
759 static inline phys_addr_t
760 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
761 {
762         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
763 }
764
765 /**
766  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
767  *
768  * @param mi
769  *   The pointer to the indirect mbuf.
770  * @return
771  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
772  */
773 static inline struct rte_mbuf *
774 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
775 {
776         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
777 }
778
779 /**
780  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
781  *
782  * @param md
783  *   The pointer to the mbuf.
784  * @return
785  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
786  */
787 static inline char *
788 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
789 {
790         char *buffer_addr;
791         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
792         return buffer_addr;
793 }
794
795 /**
796  * Return the starting address of the private data area embedded in
797  * the given mbuf.
798  *
799  * Note that no check is made to ensure that a private data area
800  * actually exists in the supplied mbuf.
801  *
802  * @param m
803  *   The pointer to the mbuf.
804  * @return
805  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
806  */
807 static inline void * __rte_experimental
808 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
809 {
810         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
811 }
812
813 /**
814  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
815  * otherwise.
816  *
817  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
818  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
819  */
820 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
821
822 /**
823  * Deprecated.
824  * Use RTE_MBUF_CLONED().
825  */
826 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
827
828 /**
829  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
830  *
831  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
832  */
833 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
834
835 /**
836  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
837  *
838  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
839  * can be defined as a direct mbuf.
840  */
841 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
842         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
843
844 /**
845  * Private data in case of pktmbuf pool.
846  *
847  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
848  * appended after the mempool structure (in private data).
849  */
850 struct rte_pktmbuf_pool_private {
851         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
852         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
853 };
854
855 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
856
857 /**  check mbuf type in debug mode */
858 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
859
860 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
861
862 /**  check mbuf type in debug mode */
863 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
864
865 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
866
867 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
868
869 /**
870  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
871  * @param m
872  *   Mbuf to read
873  * @return
874  *   Reference count number.
875  */
876 static inline uint16_t
877 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
878 {
879         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
880 }
881
882 /**
883  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
884  * @param m
885  *   Mbuf to update
886  * @param new_value
887  *   Value set
888  */
889 static inline void
890 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
891 {
892         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
893 }
894
895 /* internal */
896 static inline uint16_t
897 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
898 {
899         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
900 }
901
902 /**
903  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
904  * @param m
905  *   Mbuf to update
906  * @param value
907  *   Value to add/subtract
908  * @return
909  *   Updated value
910  */
911 static inline uint16_t
912 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
913 {
914         /*
915          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
916          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
917          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
918          * operation has to be used because concurrent accesses on the
919          * reference counter can occur.
920          */
921         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
922                 ++value;
923                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
924                 return (uint16_t)value;
925         }
926
927         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
928 }
929
930 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
931
932 /* internal */
933 static inline uint16_t
934 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
935 {
936         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
937         return m->refcnt;
938 }
939
940 /**
941  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
942  */
943 static inline uint16_t
944 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
945 {
946         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
947 }
948
949 /**
950  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
951  */
952 static inline uint16_t
953 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
954 {
955         return m->refcnt;
956 }
957
958 /**
959  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
960  */
961 static inline void
962 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
963 {
964         m->refcnt = new_value;
965 }
966
967 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
968
969 /**
970  * Reads the refcnt of an external buffer.
971  *
972  * @param shinfo
973  *   Shared data of the external buffer.
974  * @return
975  *   Reference count number.
976  */
977 static inline uint16_t
978 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
979 {
980         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
981 }
982
983 /**
984  * Set refcnt of an external buffer.
985  *
986  * @param shinfo
987  *   Shared data of the external buffer.
988  * @param new_value
989  *   Value set
990  */
991 static inline void
992 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
993         uint16_t new_value)
994 {
995         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
996 }
997
998 /**
999  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
1000  * value.
1001  *
1002  * @param shinfo
1003  *   Shared data of the external buffer.
1004  * @param value
1005  *   Value to add/subtract
1006  * @return
1007  *   Updated value
1008  */
1009 static inline uint16_t
1010 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1011         int16_t value)
1012 {
1013         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
1014                 ++value;
1015                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
1016                 return (uint16_t)value;
1017         }
1018
1019         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
1020 }
1021
1022 /** Mbuf prefetch */
1023 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1024         if ((m) != NULL)                        \
1025                 rte_prefetch0(m);               \
1026 } while (0)
1027
1028
1029 /**
1030  * Sanity checks on an mbuf.
1031  *
1032  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1033  * panic if corruption is detected.
1034  *
1035  * @param m
1036  *   The mbuf to be checked.
1037  * @param is_header
1038  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1039  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1040  */
1041 void
1042 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1043
1044 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
1045         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
1046         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
1047         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
1048         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
1049 } while (0)
1050
1051 /**
1052  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
1053  *
1054  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1055  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1056  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1057  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1058  *
1059  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1060  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1061  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1062  * by the caller.
1063  *
1064  * @param mp
1065  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1066  * @return
1067  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1068  *   - NULL if allocation failed.
1069  */
1070 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1071 {
1072         struct rte_mbuf *m;
1073
1074         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1075                 return NULL;
1076         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1077         return m;
1078 }
1079
1080 /**
1081  * Put mbuf back into its original mempool.
1082  *
1083  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1084  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1085  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1086  *
1087  * This function should be used with care, when optimization is
1088  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1089  * rte_pktmbuf_free_seg().
1090  *
1091  * @param m
1092  *   The mbuf to be freed.
1093  */
1094 static __rte_always_inline void
1095 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1096 {
1097         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1098         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1099         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1100         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1101         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1102         rte_mempool_put(m->pool, m);
1103 }
1104
1105 /**
1106  * The packet mbuf constructor.
1107  *
1108  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1109  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1110  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1111  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1112  *
1113  * @param mp
1114  *   The mempool from which mbufs originate.
1115  * @param opaque_arg
1116  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1117  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1118  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1119  * @param m
1120  *   The mbuf to initialize.
1121  * @param i
1122  *   The index of the mbuf in the pool table.
1123  */
1124 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1125                       void *m, unsigned i);
1126
1127
1128 /**
1129  * A  packet mbuf pool constructor.
1130  *
1131  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1132  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1133  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1134  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1135  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1136  * provide another packet size.
1137  *
1138  * @param mp
1139  *   The mempool from which mbufs originate.
1140  * @param opaque_arg
1141  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1142  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1143  *   rte_mempool_create().
1144  */
1145 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1146
1147 /**
1148  * Create a mbuf pool.
1149  *
1150  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1151  * a wrapper to rte_mempool functions.
1152  *
1153  * @param name
1154  *   The name of the mbuf pool.
1155  * @param n
1156  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1157  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1158  *   n = (2^q - 1).
1159  * @param cache_size
1160  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1161  *   details.
1162  * @param priv_size
1163  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1164  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1165  * @param data_room_size
1166  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1167  * @param socket_id
1168  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1169  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1170  *   reserved zone.
1171  * @return
1172  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1173  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1174  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1175  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1176  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1177  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1178  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1179  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1180  */
1181 struct rte_mempool *
1182 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1183         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1184         int socket_id);
1185
1186 /**
1187  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1188  *
1189  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1190  * a wrapper to rte_mempool functions.
1191  *
1192  * @param name
1193  *   The name of the mbuf pool.
1194  * @param n
1195  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1196  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1197  *   n = (2^q - 1).
1198  * @param cache_size
1199  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1200  *   details.
1201  * @param priv_size
1202  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1203  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1204  * @param data_room_size
1205  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1206  * @param socket_id
1207  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1208  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1209  *   reserved zone.
1210  * @param ops_name
1211  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1212  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1213  * @return
1214  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1215  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1216  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1217  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1218  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1219  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1220  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1221  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1222  */
1223 struct rte_mempool *
1224 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1225         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1226         int socket_id, const char *ops_name);
1227
1228 /**
1229  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1230  *
1231  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1232  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1233  *
1234  * @param mp
1235  *   The packet mbuf pool.
1236  * @return
1237  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1238  */
1239 static inline uint16_t
1240 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1241 {
1242         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1243
1244         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1245         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1250  *
1251  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1252  * structure and the data buffer where an application can store data
1253  * associated to a packet.
1254  *
1255  * @param mp
1256  *   The packet mbuf pool.
1257  * @return
1258  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1259  */
1260 static inline uint16_t
1261 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1262 {
1263         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1264
1265         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1266         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1267 }
1268
1269 /**
1270  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1271  *
1272  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1273  *
1274  * @param m
1275  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1276  */
1277 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1278 {
1279         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1280                                         (uint16_t)m->buf_len);
1281 }
1282
1283 /**
1284  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1285  *
1286  * The given mbuf must have only one segment.
1287  *
1288  * @param m
1289  *   The packet mbuf to be resetted.
1290  */
1291 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1292
1293 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1294 {
1295         m->next = NULL;
1296         m->pkt_len = 0;
1297         m->tx_offload = 0;
1298         m->vlan_tci = 0;
1299         m->vlan_tci_outer = 0;
1300         m->nb_segs = 1;
1301         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1302
1303         m->ol_flags = 0;
1304         m->packet_type = 0;
1305         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1306
1307         m->data_len = 0;
1308         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1309 }
1310
1311 /**
1312  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1313  *
1314  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1315  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1316  * (if buffer size allows).
1317  *
1318  * @param mp
1319  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1320  * @return
1321  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1322  *   - NULL if allocation failed.
1323  */
1324 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1325 {
1326         struct rte_mbuf *m;
1327         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1328                 rte_pktmbuf_reset(m);
1329         return m;
1330 }
1331
1332 /**
1333  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1334  * values.
1335  *
1336  *  @param pool
1337  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1338  *  @param mbufs
1339  *    Array of pointers to mbufs
1340  *  @param count
1341  *    Array size
1342  *  @return
1343  *   - 0: Success
1344  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1345  */
1346 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1347          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1348 {
1349         unsigned idx = 0;
1350         int rc;
1351
1352         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1353         if (unlikely(rc))
1354                 return rc;
1355
1356         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1357          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1358          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1359          * check if count is zero.
1360          */
1361         switch (count % 4) {
1362         case 0:
1363                 while (idx != count) {
1364                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1365                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1366                         idx++;
1367                         /* fall-through */
1368         case 3:
1369                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1370                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1371                         idx++;
1372                         /* fall-through */
1373         case 2:
1374                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1375                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1376                         idx++;
1377                         /* fall-through */
1378         case 1:
1379                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1380                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1381                         idx++;
1382                         /* fall-through */
1383                 }
1384         }
1385         return 0;
1386 }
1387
1388 /**
1389  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1390  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1391  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1392  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1393  * separately, this should not be called but application has to properly
1394  * initialize the shared data according to its need.
1395  *
1396  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1397  *
1398  * @warning
1399  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1400  * after this initialization. This shall be used for
1401  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1402  *
1403  * @param buf_addr
1404  *   The pointer to the external buffer.
1405  * @param [in,out] buf_len
1406  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1407  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1408  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1409  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1410  * @param free_cb
1411  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1412  *   freed.
1413  * @param fcb_opaque
1414  *   Argument for the free callback function.
1415  *
1416  * @return
1417  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1418  *   otherwise.
1419  */
1420 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1421 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1422         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1423 {
1424         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1425         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1426         void *addr;
1427
1428         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1429                                    sizeof(uintptr_t));
1430         if (addr <= buf_addr)
1431                 return NULL;
1432
1433         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1434         shinfo->free_cb = free_cb;
1435         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1436         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1437
1438         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1439         return shinfo;
1440 }
1441
1442 /**
1443  * Attach an external buffer to a mbuf.
1444  *
1445  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1446  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1447  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1448  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1449  *
1450  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1451  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1452  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1453  *
1454  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1455  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1456  * this API.
1457  *
1458  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1459  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1460  *
1461  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1462  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1463  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1464  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1465  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1466  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1467  *
1468  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1469  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1470  *                                             free_cb, fcb_arg);
1471  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1472  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1473  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1474  *
1475  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1476  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1477  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1478  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1479  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1480  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1481  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1482  *   external buffer is writable.
1483  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1484  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1485  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1486  *
1487  * @warning
1488  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1489  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1490  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1491  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1492  * having external buffer.
1493  *
1494  * @param m
1495  *   The pointer to the mbuf.
1496  * @param buf_addr
1497  *   The pointer to the external buffer.
1498  * @param buf_iova
1499  *   IO address of the external buffer.
1500  * @param buf_len
1501  *   The size of the external buffer.
1502  * @param shinfo
1503  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1504  */
1505 static inline void __rte_experimental
1506 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1507         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1508         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1509 {
1510         /* mbuf should not be read-only */
1511         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1512         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1513
1514         m->buf_addr = buf_addr;
1515         m->buf_iova = buf_iova;
1516         m->buf_len = buf_len;
1517
1518         m->data_len = 0;
1519         m->data_off = 0;
1520
1521         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1522         m->shinfo = shinfo;
1523 }
1524
1525 /**
1526  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1527  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1528  *
1529  * @param m
1530  *   The mbuf having external buffer.
1531  */
1532 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1533
1534 /**
1535  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1536  *
1537  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1538  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1539  * external buffer instead of mbuf indirection.
1540  *
1541  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1542  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1543  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1544  *
1545  * Right now, not supported:
1546  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1547  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1548  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1549  *
1550  * @param mi
1551  *   The indirect packet mbuf.
1552  * @param m
1553  *   The packet mbuf we're attaching to.
1554  */
1555 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1556 {
1557         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1558             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1559
1560         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1561                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1562                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1563                 mi->shinfo = m->shinfo;
1564         } else {
1565                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1566                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1567                 mi->priv_size = m->priv_size;
1568                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1569         }
1570
1571         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1572         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1573         mi->buf_len = m->buf_len;
1574
1575         mi->data_off = m->data_off;
1576         mi->data_len = m->data_len;
1577         mi->port = m->port;
1578         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1579         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1580         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1581         mi->hash = m->hash;
1582
1583         mi->next = NULL;
1584         mi->pkt_len = mi->data_len;
1585         mi->nb_segs = 1;
1586         mi->packet_type = m->packet_type;
1587         mi->timestamp = m->timestamp;
1588
1589         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1590         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1591 }
1592
1593 /**
1594  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1595  *
1596  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1597  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1598  * callback.
1599  */
1600 static inline void
1601 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1602 {
1603         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1604         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1605
1606         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1607                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1608 }
1609
1610 /**
1611  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1612  *
1613  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1614  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1615  */
1616 static inline void
1617 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1618 {
1619         struct rte_mbuf *md;
1620
1621         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1622
1623         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1624
1625         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1626                 md->next = NULL;
1627                 md->nb_segs = 1;
1628                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1629                 rte_mbuf_raw_free(md);
1630         }
1631 }
1632
1633 /**
1634  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1635  *
1636  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1637  *    becomes zero.
1638  *  - restore original mbuf address and length values.
1639  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1640  *
1641  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1642  *
1643  * @param m
1644  *   The indirect attached packet mbuf.
1645  */
1646 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1647 {
1648         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1649         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1650         uint16_t priv_size;
1651
1652         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1653                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1654         else
1655                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1656
1657         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1658         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1659         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1660
1661         m->priv_size = priv_size;
1662         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1663         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1664         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1665         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1666         m->data_len = 0;
1667         m->ol_flags = 0;
1668 }
1669
1670 /**
1671  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1672  *
1673  * This function does the same than a free, except that it does not
1674  * return the segment to its pool.
1675  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1676  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1677  *
1678  * @param m
1679  *   The mbuf to be unlinked
1680  * @return
1681  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1682  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1683  */
1684 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1685 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1686 {
1687         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1688
1689         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1690
1691                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1692                         rte_pktmbuf_detach(m);
1693
1694                 if (m->next != NULL) {
1695                         m->next = NULL;
1696                         m->nb_segs = 1;
1697                 }
1698
1699                 return m;
1700
1701         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1702
1703                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1704                         rte_pktmbuf_detach(m);
1705
1706                 if (m->next != NULL) {
1707                         m->next = NULL;
1708                         m->nb_segs = 1;
1709                 }
1710                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1711
1712                 return m;
1713         }
1714         return NULL;
1715 }
1716
1717 /**
1718  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1719  *
1720  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1721  * buffers.
1722  *
1723  * @param m
1724  *   The packet mbuf segment to be freed.
1725  */
1726 static __rte_always_inline void
1727 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1728 {
1729         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1730         if (likely(m != NULL))
1731                 rte_mbuf_raw_free(m);
1732 }
1733
1734 /**
1735  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1736  *
1737  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1738  * segment is added back into its original mempool.
1739  *
1740  * @param m
1741  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1742  */
1743 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1744 {
1745         struct rte_mbuf *m_next;
1746
1747         if (m != NULL)
1748                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1749
1750         while (m != NULL) {
1751                 m_next = m->next;
1752                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1753                 m = m_next;
1754         }
1755 }
1756
1757 /**
1758  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1759  *
1760  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1761  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1762  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1763  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1764  * from the original packet mbuf.
1765  *
1766  * @param md
1767  *   The packet mbuf to be cloned.
1768  * @param mp
1769  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1770  * @return
1771  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1772  *   - NULL if allocation fails.
1773  */
1774 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1775                 struct rte_mempool *mp)
1776 {
1777         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1778         uint32_t pktlen;
1779         uint16_t nseg;
1780
1781         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1782                 return NULL;
1783
1784         mi = mc;
1785         prev = &mi->next;
1786         pktlen = md->pkt_len;
1787         nseg = 0;
1788
1789         do {
1790                 nseg++;
1791                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1792                 *prev = mi;
1793                 prev = &mi->next;
1794         } while ((md = md->next) != NULL &&
1795             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1796
1797         *prev = NULL;
1798         mc->nb_segs = nseg;
1799         mc->pkt_len = pktlen;
1800
1801         /* Allocation of new indirect segment failed */
1802         if (unlikely (mi == NULL)) {
1803                 rte_pktmbuf_free(mc);
1804                 return NULL;
1805         }
1806
1807         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1808         return mc;
1809 }
1810
1811 /**
1812  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1813  *
1814  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1815  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1816  *
1817  * @param m
1818  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1819  * @param v
1820  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1821  */
1822 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1823 {
1824         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1825
1826         do {
1827                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1828         } while ((m = m->next) != NULL);
1829 }
1830
1831 /**
1832  * Get the headroom in a packet mbuf.
1833  *
1834  * @param m
1835  *   The packet mbuf.
1836  * @return
1837  *   The length of the headroom.
1838  */
1839 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1840 {
1841         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1842         return m->data_off;
1843 }
1844
1845 /**
1846  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1847  *
1848  * @param m
1849  *   The packet mbuf.
1850  * @return
1851  *   The length of the tailroom.
1852  */
1853 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1854 {
1855         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1856         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1857                           m->data_len);
1858 }
1859
1860 /**
1861  * Get the last segment of the packet.
1862  *
1863  * @param m
1864  *   The packet mbuf.
1865  * @return
1866  *   The last segment of the given mbuf.
1867  */
1868 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1869 {
1870         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1871         while (m->next != NULL)
1872                 m = m->next;
1873         return m;
1874 }
1875
1876 /**
1877  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1878  *
1879  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1880  * function, the user must ensure that the first segment is large
1881  * enough to accommodate its data.
1882  *
1883  * @param m
1884  *   The packet mbuf.
1885  * @param o
1886  *   The offset into the mbuf data.
1887  * @param t
1888  *   The type to cast the result into.
1889  */
1890 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1891         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1892
1893 /**
1894  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1895  *
1896  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1897  * function, the user must ensure that the first segment is large
1898  * enough to accommodate its data.
1899  *
1900  * @param m
1901  *   The packet mbuf.
1902  * @param t
1903  *   The type to cast the result into.
1904  */
1905 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1906
1907 /**
1908  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1909  * start of the data in the mbuf
1910  *
1911  * @param m
1912  *   The packet mbuf.
1913  * @param o
1914  *   The offset into the data to calculate address from.
1915  */
1916 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1917         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1918
1919 /* deprecated */
1920 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1921         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1922
1923 /**
1924  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1925  * data in the mbuf
1926  *
1927  * @param m
1928  *   The packet mbuf.
1929  */
1930 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1931
1932 /* deprecated */
1933 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1934
1935 /**
1936  * A macro that returns the length of the packet.
1937  *
1938  * The value can be read or assigned.
1939  *
1940  * @param m
1941  *   The packet mbuf.
1942  */
1943 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1944
1945 /**
1946  * A macro that returns the length of the segment.
1947  *
1948  * The value can be read or assigned.
1949  *
1950  * @param m
1951  *   The packet mbuf.
1952  */
1953 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1954
1955 /**
1956  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1957  *
1958  * Returns a pointer to the new
1959  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1960  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1961  *
1962  * @param m
1963  *   The pkt mbuf.
1964  * @param len
1965  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1966  * @return
1967  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1968  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1969  */
1970 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1971                                         uint16_t len)
1972 {
1973         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1974
1975         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1976                 return NULL;
1977
1978         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1979          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1980          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1981         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1982         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1983         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1984
1985         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1986 }
1987
1988 /**
1989  * Append len bytes to an mbuf.
1990  *
1991  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1992  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1993  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1994  *
1995  * @param m
1996  *   The packet mbuf.
1997  * @param len
1998  *   The amount of data to append (in bytes).
1999  * @return
2000  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
2001  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
2002  */
2003 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2004 {
2005         void *tail;
2006         struct rte_mbuf *m_last;
2007
2008         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2009
2010         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2011         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
2012                 return NULL;
2013
2014         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
2015         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
2016         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
2017         return (char*) tail;
2018 }
2019
2020 /**
2021  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
2022  *
2023  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
2024  * length is greater than the length of the first segment, then the
2025  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
2026  *
2027  * @param m
2028  *   The packet mbuf.
2029  * @param len
2030  *   The amount of data to remove (in bytes).
2031  * @return
2032  *   A pointer to the new start of the data.
2033  */
2034 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2035 {
2036         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2037
2038         if (unlikely(len > m->data_len))
2039                 return NULL;
2040
2041         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2042          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
2043          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2044         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
2045         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
2046         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2047         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2048 }
2049
2050 /**
2051  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2052  *
2053  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2054  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2055  *
2056  * @param m
2057  *   The packet mbuf.
2058  * @param len
2059  *   The amount of data to remove (in bytes).
2060  * @return
2061  *   - 0: On success.
2062  *   - -1: On error.
2063  */
2064 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2065 {
2066         struct rte_mbuf *m_last;
2067
2068         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2069
2070         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2071         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2072                 return -1;
2073
2074         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2075         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2076         return 0;
2077 }
2078
2079 /**
2080  * Test if mbuf data is contiguous.
2081  *
2082  * @param m
2083  *   The packet mbuf.
2084  * @return
2085  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2086  *   - 0, if there is several segments.
2087  */
2088 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2089 {
2090         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2091         return !!(m->nb_segs == 1);
2092 }
2093
2094 /**
2095  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2096  */
2097 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2098         uint32_t len, void *buf);
2099
2100 /**
2101  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2102  *
2103  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2104  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2105  * pointer.
2106  *
2107  * @param m
2108  *   The pointer to the mbuf.
2109  * @param off
2110  *   The offset of the data in the mbuf.
2111  * @param len
2112  *   The amount of bytes to read.
2113  * @param buf
2114  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2115  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2116  * @return
2117  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2118  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2119  */
2120 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2121         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2122 {
2123         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2124                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2125         else
2126                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2127 }
2128
2129 /**
2130  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2131  *
2132  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2133  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2134  * chain the entries manually.
2135  *
2136  * @param head
2137  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2138  * @param tail
2139  *   The mbuf to put last in the chain
2140  *
2141  * @return
2142  *   - 0, on success.
2143  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2144  */
2145 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2146 {
2147         struct rte_mbuf *cur_tail;
2148
2149         /* Check for number-of-segments-overflow */
2150         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2151                 return -EOVERFLOW;
2152
2153         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2154         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2155         cur_tail->next = tail;
2156
2157         /* accumulate number of segments and total length.
2158          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2159          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2160          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2161         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2162         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2163
2164         /* pkt_len is only set in the head */
2165         tail->pkt_len = tail->data_len;
2166
2167         return 0;
2168 }
2169
2170 /**
2171  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2172  *
2173  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2174  *
2175  * @param m
2176  *   The packet mbuf to be validated.
2177  * @return
2178  *   0 if packet is valid
2179  */
2180 static inline int
2181 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2182 {
2183         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2184         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2185
2186         /* Does packet set any of available offloads? */
2187         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2188                 return 0;
2189
2190         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2191                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2192                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2193                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2194                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2195                                   m->outer_l3_len;
2196
2197         /* Headers are fragmented */
2198         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2199                 return -ENOTSUP;
2200
2201         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2202         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2203                 return -EINVAL;
2204
2205         /* IP type not set when required */
2206         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2207                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2208                         return -EINVAL;
2209
2210         /* Check requirements for TSO packet */
2211         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2212                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2213                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2214                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2215                         return -EINVAL;
2216
2217         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2218         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2219                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2220                 return -EINVAL;
2221
2222         return 0;
2223 }
2224
2225 /**
2226  * Linearize data in mbuf.
2227  *
2228  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2229  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2230  *
2231  * @param mbuf
2232  *   mbuf to linearize
2233  * @return
2234  *   - 0, on success
2235  *   - -1, on error
2236  */
2237 static inline int
2238 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2239 {
2240         size_t seg_len, copy_len;
2241         struct rte_mbuf *m;
2242         struct rte_mbuf *m_next;
2243         char *buffer;
2244
2245         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2246                 return 0;
2247
2248         /* Extend first segment to the total packet length */
2249         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2250
2251         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2252                 return -1;
2253
2254         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2255         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2256
2257         /* Append data from next segments to the first one */
2258         m = mbuf->next;
2259         while (m != NULL) {
2260                 m_next = m->next;
2261
2262                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2263                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2264                 buffer += seg_len;
2265
2266                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2267                 m = m_next;
2268         }
2269
2270         mbuf->next = NULL;
2271         mbuf->nb_segs = 1;
2272
2273         return 0;
2274 }
2275
2276 /**
2277  * Dump an mbuf structure to a file.
2278  *
2279  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2280  * segments (in the case of a chained buffer).
2281  *
2282  * @param f
2283  *   A pointer to a file for output
2284  * @param m
2285  *   The packet mbuf.
2286  * @param dump_len
2287  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2288  *   the packet.
2289  */
2290 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2291
2292 #ifdef __cplusplus
2293 }
2294 #endif
2295
2296 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */