New upstream version 16.11.7
[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  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
48  * used to carry network packets.
49  *
50  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
51  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
52  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
53  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
54  */
55
56 #include <stdint.h>
57 #include <rte_common.h>
58 #include <rte_mempool.h>
59 #include <rte_memory.h>
60 #include <rte_atomic.h>
61 #include <rte_prefetch.h>
62 #include <rte_branch_prediction.h>
63 #include <rte_mbuf_ptype.h>
64
65 #ifdef __cplusplus
66 extern "C" {
67 #endif
68
69 /*
70  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
71  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
72  *
73  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
74  *   flags.
75  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
76  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
77  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
78  *   downwards, not upwards.
79  *
80  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
81  * rte_get_tx_ol_flag_name().
82  */
83
84 /**
85  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
86  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
87  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
88  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
89  */
90 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
91
92 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
93 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
94
95 /**
96  * Deprecated.
97  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
98  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
99  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
100  * wrong by the hardware.
101  */
102 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
103
104 /**
105  * Deprecated.
106  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
107  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
108  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
109  * wrong by the hardware.
110  */
111 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
112
113 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
114
115 /**
116  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
117  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
118  * in the RX configuration of the PMD.
119  */
120 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
121
122 /**
123  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
124  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
125  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
126  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
127  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
128  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
129  */
130 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
131
132 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
133 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
134 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
135 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
136
137 /**
138  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
139  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
140  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
141  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
142  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
143  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
144  */
145 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
146
147 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
148 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
149 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
150 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
151
152 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
153 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
154 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
155 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
156
157 /**
158  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
159  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
160  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
161  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
162  * must also be set.
163  */
164 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
165
166 /**
167  * Deprecated.
168  * RX packet with double VLAN stripped.
169  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
172
173 /**
174  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
175  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
176  * valid and is set to the segment size of original packets.
177  */
178 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
179
180 /* add new RX flags here */
181
182 /* add new TX flags here */
183
184 /**
185  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
186  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
187  * tunnel type into the HW descriptors.
188  */
189 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
190 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
191 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
192 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
193 /* add new TX TUNNEL type here */
194 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
195
196 /**
197  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
198  */
199 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
200
201 /**
202  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
203  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
204  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
205  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
206  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
207  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
208  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
209  */
210 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
211
212 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
213
214 /**
215  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
216  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
217  * L4 checksum offload, the user needs to:
218  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
219  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
220  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
221  */
222 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
223 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
224 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
225 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
226 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
227
228 /**
229  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
230  * also be set by the application, although a PMD will only check
231  * PKT_TX_IP_CKSUM.
232  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
233  */
234 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
235
236 /**
237  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
238  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
239  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
240  * the inner headers.
241  */
242 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
243
244 /**
245  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
246  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
247  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
248  * the inner headers.
249  */
250 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
251
252 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
253
254 /**
255  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
256  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
257  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
258  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
259  */
260 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
261
262 /**
263  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
264  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
265  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
266  */
267 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
268
269 /**
270  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
271  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
272  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
273  */
274 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
275
276 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
277
278 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
279
280 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
281 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
282
283 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
284 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
285
286 /**
287  * Get the name of a RX offload flag
288  *
289  * @param mask
290  *   The mask describing the flag.
291  * @return
292  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
293  */
294 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
295
296 /**
297  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
298  *
299  * @param mask
300  *   The mask describing the RX flags.
301  * @param buf
302  *   The output buffer.
303  * @param buflen
304  *   The length of the buffer.
305  * @return
306  *   0 on success, (-1) on error.
307  */
308 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
309
310 /**
311  * Get the name of a TX offload flag
312  *
313  * @param mask
314  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
315  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
316  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
317  * @return
318  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
319  */
320 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
321
322 /**
323  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
324  *
325  * @param mask
326  *   The mask describing the TX flags.
327  * @param buf
328  *   The output buffer.
329  * @param buflen
330  *   The length of the buffer.
331  * @return
332  *   0 on success, (-1) on error.
333  */
334 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
335
336 /**
337  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
338  * splitting it into multiple segments.
339  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
340  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
341  */
342 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
343 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
344         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
345
346 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
347  * mbuf */
348 __extension__
349 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
350 __extension__
351 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
352 __extension__
353 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
354                                * with a single assignment */
355
356 /**
357  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
358  */
359 struct rte_mbuf {
360         MARKER cacheline0;
361
362         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
363         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
364
365         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
366
367         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
368         MARKER8 rearm_data;
369         uint16_t data_off;
370
371         /**
372          * 16-bit Reference counter.
373          * It should only be accessed using the following functions:
374          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
375          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
376          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
377          * config option.
378          */
379         RTE_STD_C11
380         union {
381                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
382                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
383         };
384         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
385         uint8_t port;             /**< Input port. */
386
387         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
388
389         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
390         MARKER rx_descriptor_fields1;
391
392         /*
393          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
394          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
395          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
396          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
397          * vlan is stripped from the data.
398          */
399         RTE_STD_C11
400         union {
401                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
402                 struct {
403                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
404                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
405                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
406                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
407                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
408                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
409                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
410                 };
411         };
412
413         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
414         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
415         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
416         uint16_t vlan_tci;
417
418         union {
419                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
420                 struct {
421                         RTE_STD_C11
422                         union {
423                                 struct {
424                                         uint16_t hash;
425                                         uint16_t id;
426                                 };
427                                 uint32_t lo;
428                                 /**< Second 4 flexible bytes */
429                         };
430                         uint32_t hi;
431                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
432                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
433                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
434                 struct {
435                         uint32_t lo;
436                         uint32_t hi;
437                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
438                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
439         } hash;                   /**< hash information */
440
441         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
442
443         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
444         uint16_t vlan_tci_outer;
445
446         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
447         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
448
449         RTE_STD_C11
450         union {
451                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
452                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
453         };
454
455         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
456         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
457
458         /* fields to support TX offloads */
459         RTE_STD_C11
460         union {
461                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
462                 __extension__
463                 struct {
464                         uint64_t l2_len:7;
465                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
466                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
467                          */
468                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
469                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
470                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
471
472                         /* fields for TX offloading of tunnels */
473                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
474                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
475
476                         /* uint64_t unused:8; */
477                 };
478         };
479
480         /** Size of the application private data. In case of an indirect
481          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
482         uint16_t priv_size;
483
484         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
485         uint16_t timesync;
486 } __rte_cache_aligned;
487
488 /**
489  * Prefetch the first part of the mbuf
490  *
491  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
492  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
493  * 64B, the second part will also be prefetched.
494  *
495  * @param m
496  *   The pointer to the mbuf.
497  */
498 static inline void
499 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
500 {
501         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
502 }
503
504 /**
505  * Prefetch the second part of the mbuf
506  *
507  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
508  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
509  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
510  * already in cache.
511  *
512  * @param m
513  *   The pointer to the mbuf.
514  */
515 static inline void
516 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
517 {
518 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
519         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
520 #else
521         RTE_SET_USED(m);
522 #endif
523 }
524
525
526 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
527
528 /**
529  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
530  *
531  * @param mb
532  *   The pointer to the mbuf.
533  * @return
534  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
535  */
536 static inline phys_addr_t
537 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
538 {
539         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
540 }
541
542 /**
543  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
544  *
545  * This function is used by drivers in their receive function, as it
546  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
547  * the default headroom in account.
548  *
549  * @param mb
550  *   The pointer to the mbuf.
551  * @return
552  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
553  */
554 static inline phys_addr_t
555 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
556 {
557         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
558 }
559
560 /**
561  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
562  *
563  * @param mi
564  *   The pointer to the indirect mbuf.
565  * @return
566  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
567  */
568 static inline struct rte_mbuf *
569 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
570 {
571         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
572 }
573
574 /**
575  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
576  *
577  * @param md
578  *   The pointer to the mbuf.
579  * @return
580  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
581  */
582 static inline char *
583 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
584 {
585         char *buffer_addr;
586         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
587         return buffer_addr;
588 }
589
590 /**
591  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
592  */
593 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
594
595 /**
596  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
597  */
598 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
599
600 /**
601  * Private data in case of pktmbuf pool.
602  *
603  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
604  * appended after the mempool structure (in private data).
605  */
606 struct rte_pktmbuf_pool_private {
607         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
608         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
609 };
610
611 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
612
613 /**  check mbuf type in debug mode */
614 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
615
616 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
617
618 /**  check mbuf type in debug mode */
619 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
620
621 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
622
623 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
624
625 /**
626  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
627  * @param m
628  *   Mbuf to read
629  * @return
630  *   Reference count number.
631  */
632 static inline uint16_t
633 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
634 {
635         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
636 }
637
638 /**
639  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
640  * @param m
641  *   Mbuf to update
642  * @param new_value
643  *   Value set
644  */
645 static inline void
646 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
647 {
648         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
649 }
650
651 /**
652  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
653  * @param m
654  *   Mbuf to update
655  * @param value
656  *   Value to add/subtract
657  * @return
658  *   Updated value
659  */
660 static inline uint16_t
661 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
662 {
663         /*
664          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
665          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
666          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
667          * operation has to be used because concurrent accesses on the
668          * reference counter can occur.
669          */
670         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
671                 ++value;
672                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
673                 return (uint16_t)value;
674         }
675
676         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
677 }
678
679 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
680
681 /**
682  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
683  */
684 static inline uint16_t
685 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
686 {
687         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
688         return m->refcnt;
689 }
690
691 /**
692  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
693  */
694 static inline uint16_t
695 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
696 {
697         return m->refcnt;
698 }
699
700 /**
701  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
702  */
703 static inline void
704 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
705 {
706         m->refcnt = new_value;
707 }
708
709 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
710
711 /** Mbuf prefetch */
712 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
713         if ((m) != NULL)                        \
714                 rte_prefetch0(m);               \
715 } while (0)
716
717
718 /**
719  * Sanity checks on an mbuf.
720  *
721  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
722  * panic if corruption is detected.
723  *
724  * @param m
725  *   The mbuf to be checked.
726  * @param is_header
727  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
728  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
729  */
730 void
731 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
732
733 /**
734  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
735  *
736  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
737  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
738  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
739  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
740  *
741  * @param mp
742  *   The mempool from which mbuf is allocated.
743  * @return
744  *   - The pointer to the new mbuf on success.
745  *   - NULL if allocation failed.
746  */
747 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
748 {
749         struct rte_mbuf *m;
750         void *mb = NULL;
751
752         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
753                 return NULL;
754         m = (struct rte_mbuf *)mb;
755         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
756         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
757         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
758
759         return m;
760 }
761
762 /**
763  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
764  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
765  * Please use rte_pktmbuf_free().
766  *
767  * @param m
768  *   The mbuf to be freed.
769  */
770 static inline void __attribute__((always_inline))
771 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
772 {
773         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
774         rte_mempool_put(m->pool, m);
775 }
776
777 /* Operations on ctrl mbuf */
778
779 /**
780  * The control mbuf constructor.
781  *
782  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
783  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
784  * start address, and so on). This function is given as a callback function
785  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
786  *
787  * @param mp
788  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
789  * @param opaque_arg
790  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
791  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
792  *   parameter of rte_mempool_create().
793  * @param m
794  *   The mbuf to initialize.
795  * @param i
796  *   The index of the mbuf in the pool table.
797  */
798 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
799                 void *m, unsigned i);
800
801 /**
802  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
803  *
804  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
805  * buffer, and with a length of zero.
806  *
807  * @param mp
808  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
809  * @return
810  *   - The pointer to the new mbuf on success.
811  *   - NULL if allocation failed.
812  */
813 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
814
815 /**
816  * Free a control mbuf back into its original mempool.
817  *
818  * @param m
819  *   The control mbuf to be freed.
820  */
821 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
822
823 /**
824  * A macro that returns the pointer to the carried data.
825  *
826  * The value that can be read or assigned.
827  *
828  * @param m
829  *   The control mbuf.
830  */
831 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
832
833 /**
834  * A macro that returns the length of the carried data.
835  *
836  * The value that can be read or assigned.
837  *
838  * @param m
839  *   The control mbuf.
840  */
841 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
842
843 /**
844  * Tests if an mbuf is a control mbuf
845  *
846  * @param m
847  *   The mbuf to be tested
848  * @return
849  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
850  *   - False(0) otherwise
851  */
852 static inline int
853 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
854 {
855         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
856 }
857
858 /* Operations on pkt mbuf */
859
860 /**
861  * The packet mbuf constructor.
862  *
863  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
864  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
865  * address, and so on). This function is given as a callback function to
866  * rte_mempool_create() at pool creation time.
867  *
868  * @param mp
869  *   The mempool from which mbufs originate.
870  * @param opaque_arg
871  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
872  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
873  *   parameter of rte_mempool_create().
874  * @param m
875  *   The mbuf to initialize.
876  * @param i
877  *   The index of the mbuf in the pool table.
878  */
879 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
880                       void *m, unsigned i);
881
882
883 /**
884  * A  packet mbuf pool constructor.
885  *
886  * This function initializes the mempool private data in the case of a
887  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
888  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
889  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
890  * provide another packet size.
891  *
892  * @param mp
893  *   The mempool from which mbufs originate.
894  * @param opaque_arg
895  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
896  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
897  *   parameter of rte_mempool_create().
898  */
899 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
900
901 /**
902  * Create a mbuf pool.
903  *
904  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
905  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
906  * and mempool constructor.
907  *
908  * @param name
909  *   The name of the mbuf pool.
910  * @param n
911  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
912  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
913  *   n = (2^q - 1).
914  * @param cache_size
915  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
916  *   details.
917  * @param priv_size
918  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
919  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
920  * @param data_room_size
921  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
922  * @param socket_id
923  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
924  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
925  *   reserved zone.
926  * @return
927  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
928  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
929  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
930  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
931  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
932  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
933  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
934  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
935  */
936 struct rte_mempool *
937 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
938         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
939         int socket_id);
940
941 /**
942  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
943  *
944  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
945  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
946  *
947  * @param mp
948  *   The packet mbuf pool.
949  * @return
950  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
951  */
952 static inline uint16_t
953 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
954 {
955         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
956
957         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
958         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
959 }
960
961 /**
962  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
963  *
964  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
965  * structure and the data buffer where an application can store data
966  * associated to a packet.
967  *
968  * @param mp
969  *   The packet mbuf pool.
970  * @return
971  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
972  */
973 static inline uint16_t
974 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
975 {
976         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
977
978         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
979         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
980 }
981
982 /**
983  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
984  *
985  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
986  *
987  * @param m
988  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
989  */
990 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
991 {
992         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
993                                         (uint16_t)m->buf_len);
994 }
995
996 /**
997  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
998  *
999  * The given mbuf must have only one segment.
1000  *
1001  * @param m
1002  *   The packet mbuf to be resetted.
1003  */
1004 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1005 {
1006         m->next = NULL;
1007         m->pkt_len = 0;
1008         m->tx_offload = 0;
1009         m->vlan_tci = 0;
1010         m->vlan_tci_outer = 0;
1011         m->nb_segs = 1;
1012         m->port = 0xff;
1013
1014         m->ol_flags = 0;
1015         m->packet_type = 0;
1016         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1017
1018         m->data_len = 0;
1019         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1020 }
1021
1022 /**
1023  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1024  *
1025  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1026  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1027  * (if buffer size allows).
1028  *
1029  * @param mp
1030  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1031  * @return
1032  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1033  *   - NULL if allocation failed.
1034  */
1035 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1036 {
1037         struct rte_mbuf *m;
1038         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1039                 rte_pktmbuf_reset(m);
1040         return m;
1041 }
1042
1043 /**
1044  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1045  * values.
1046  *
1047  *  @param pool
1048  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1049  *  @param mbufs
1050  *    Array of pointers to mbufs
1051  *  @param count
1052  *    Array size
1053  *  @return
1054  *   - 0: Success
1055  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1056  */
1057 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1058          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1059 {
1060         unsigned idx = 0;
1061         int rc;
1062
1063         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1064         if (unlikely(rc))
1065                 return rc;
1066
1067         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1068          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1069          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1070          * check if count is zero.
1071          */
1072         switch (count % 4) {
1073         case 0:
1074                 while (idx != count) {
1075                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1076                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1077                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1078                         idx++;
1079         case 3:
1080                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1081                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1082                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1083                         idx++;
1084         case 2:
1085                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1086                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1087                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1088                         idx++;
1089         case 1:
1090                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1091                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1092                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1093                         idx++;
1094                 }
1095         }
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1101  *
1102  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1103  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1104  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1105  *
1106  * Right now, not supported:
1107  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1108  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1109  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1110  *
1111  * @param mi
1112  *   The indirect packet mbuf.
1113  * @param m
1114  *   The packet mbuf we're attaching to.
1115  */
1116 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1117 {
1118         struct rte_mbuf *md;
1119
1120         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1121             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1122
1123         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1124         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1125                 md = m;
1126         else
1127                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1128
1129         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1130         mi->priv_size = m->priv_size;
1131         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1132         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1133         mi->buf_len = m->buf_len;
1134
1135         mi->next = m->next;
1136         mi->data_off = m->data_off;
1137         mi->data_len = m->data_len;
1138         mi->port = m->port;
1139         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1140         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1141         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1142         mi->hash = m->hash;
1143
1144         mi->next = NULL;
1145         mi->pkt_len = mi->data_len;
1146         mi->nb_segs = 1;
1147         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1148         mi->packet_type = m->packet_type;
1149
1150         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1151         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1152 }
1153
1154 /**
1155  * Detach an indirect packet mbuf.
1156  *
1157  *  - restore original mbuf address and length values.
1158  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1159  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1160  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1161  *
1162  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1163  *
1164  * @param m
1165  *   The indirect attached packet mbuf.
1166  */
1167 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1168 {
1169         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1170         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1171         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1172         uint16_t priv_size;
1173
1174         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1175         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1176         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1177
1178         m->priv_size = priv_size;
1179         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1180         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1181         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1182         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1183         m->data_len = 0;
1184         m->ol_flags = 0;
1185
1186         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1187                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1188 }
1189
1190 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1191 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1192 {
1193         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1194
1195         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1196                 /* if this is an indirect mbuf, it is detached. */
1197                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1198                         rte_pktmbuf_detach(m);
1199                 return m;
1200         }
1201         return NULL;
1202 }
1203
1204 /**
1205  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1206  *
1207  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1208  * buffers.
1209  *
1210  * @param m
1211  *   The packet mbuf segment to be freed.
1212  */
1213 static inline void __attribute__((always_inline))
1214 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1215 {
1216         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1217                 m->next = NULL;
1218                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1219         }
1220 }
1221
1222 /**
1223  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1224  *
1225  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1226  * segment is added back into its original mempool.
1227  *
1228  * @param m
1229  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1230  */
1231 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1232 {
1233         struct rte_mbuf *m_next;
1234
1235         if (m != NULL)
1236                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1237
1238         while (m != NULL) {
1239                 m_next = m->next;
1240                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1241                 m = m_next;
1242         }
1243 }
1244
1245 /**
1246  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1247  *
1248  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1249  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1250  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1251  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1252  * from the original packet mbuf.
1253  *
1254  * @param md
1255  *   The packet mbuf to be cloned.
1256  * @param mp
1257  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1258  * @return
1259  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1260  *   - NULL if allocation fails.
1261  */
1262 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1263                 struct rte_mempool *mp)
1264 {
1265         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1266         uint32_t pktlen;
1267         uint8_t nseg;
1268
1269         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1270                 return NULL;
1271
1272         mi = mc;
1273         prev = &mi->next;
1274         pktlen = md->pkt_len;
1275         nseg = 0;
1276
1277         do {
1278                 nseg++;
1279                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1280                 *prev = mi;
1281                 prev = &mi->next;
1282         } while ((md = md->next) != NULL &&
1283             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1284
1285         *prev = NULL;
1286         mc->nb_segs = nseg;
1287         mc->pkt_len = pktlen;
1288
1289         /* Allocation of new indirect segment failed */
1290         if (unlikely (mi == NULL)) {
1291                 rte_pktmbuf_free(mc);
1292                 return NULL;
1293         }
1294
1295         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1296         return mc;
1297 }
1298
1299 /**
1300  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1301  *
1302  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1303  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1304  *
1305  * @param m
1306  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1307  * @param v
1308  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1309  */
1310 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1311 {
1312         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1313
1314         do {
1315                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1316         } while ((m = m->next) != NULL);
1317 }
1318
1319 /**
1320  * Get the headroom in a packet mbuf.
1321  *
1322  * @param m
1323  *   The packet mbuf.
1324  * @return
1325  *   The length of the headroom.
1326  */
1327 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1328 {
1329         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1330         return m->data_off;
1331 }
1332
1333 /**
1334  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1335  *
1336  * @param m
1337  *   The packet mbuf.
1338  * @return
1339  *   The length of the tailroom.
1340  */
1341 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1342 {
1343         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1344         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1345                           m->data_len);
1346 }
1347
1348 /**
1349  * Get the last segment of the packet.
1350  *
1351  * @param m
1352  *   The packet mbuf.
1353  * @return
1354  *   The last segment of the given mbuf.
1355  */
1356 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1357 {
1358         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1359         while (m->next != NULL)
1360                 m = m->next;
1361         return m;
1362 }
1363
1364 /**
1365  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1366  *
1367  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1368  * function, the user must ensure that the first segment is large
1369  * enough to accommodate its data.
1370  *
1371  * @param m
1372  *   The packet mbuf.
1373  * @param o
1374  *   The offset into the mbuf data.
1375  * @param t
1376  *   The type to cast the result into.
1377  */
1378 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1379         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1380
1381 /**
1382  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1383  *
1384  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1385  * function, the user must ensure that the first segment is large
1386  * enough to accommodate its data.
1387  *
1388  * @param m
1389  *   The packet mbuf.
1390  * @param t
1391  *   The type to cast the result into.
1392  */
1393 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1394
1395 /**
1396  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1397  * start of the data in the mbuf
1398  *
1399  * @param m
1400  *   The packet mbuf.
1401  * @param o
1402  *   The offset into the data to calculate address from.
1403  */
1404 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1405         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1406
1407 /**
1408  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1409  * data in the mbuf
1410  *
1411  * @param m
1412  *   The packet mbuf.
1413  */
1414 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1415
1416 /**
1417  * A macro that returns the length of the packet.
1418  *
1419  * The value can be read or assigned.
1420  *
1421  * @param m
1422  *   The packet mbuf.
1423  */
1424 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1425
1426 /**
1427  * A macro that returns the length of the segment.
1428  *
1429  * The value can be read or assigned.
1430  *
1431  * @param m
1432  *   The packet mbuf.
1433  */
1434 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1435
1436 /**
1437  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1438  *
1439  * Returns a pointer to the new
1440  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1441  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1442  *
1443  * @param m
1444  *   The pkt mbuf.
1445  * @param len
1446  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1447  * @return
1448  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1449  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1450  */
1451 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1452                                         uint16_t len)
1453 {
1454         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1455
1456         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1457                 return NULL;
1458
1459         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1460          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1461          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1462         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1463         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1464         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1465
1466         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1467 }
1468
1469 /**
1470  * Append len bytes to an mbuf.
1471  *
1472  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1473  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1474  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1475  *
1476  * @param m
1477  *   The packet mbuf.
1478  * @param len
1479  *   The amount of data to append (in bytes).
1480  * @return
1481  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1482  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1483  */
1484 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1485 {
1486         void *tail;
1487         struct rte_mbuf *m_last;
1488
1489         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1490
1491         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1492         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1493                 return NULL;
1494
1495         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1496         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1497         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1498         return (char*) tail;
1499 }
1500
1501 /**
1502  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1503  *
1504  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1505  * length is greater than the length of the first segment, then the
1506  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1507  *
1508  * @param m
1509  *   The packet mbuf.
1510  * @param len
1511  *   The amount of data to remove (in bytes).
1512  * @return
1513  *   A pointer to the new start of the data.
1514  */
1515 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1516 {
1517         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1518
1519         if (unlikely(len > m->data_len))
1520                 return NULL;
1521
1522         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
1523          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
1524          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1525         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1526         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
1527         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1528         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1529 }
1530
1531 /**
1532  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1533  *
1534  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1535  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1536  *
1537  * @param m
1538  *   The packet mbuf.
1539  * @param len
1540  *   The amount of data to remove (in bytes).
1541  * @return
1542  *   - 0: On success.
1543  *   - -1: On error.
1544  */
1545 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1546 {
1547         struct rte_mbuf *m_last;
1548
1549         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1550
1551         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1552         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1553                 return -1;
1554
1555         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1556         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1557         return 0;
1558 }
1559
1560 /**
1561  * Test if mbuf data is contiguous.
1562  *
1563  * @param m
1564  *   The packet mbuf.
1565  * @return
1566  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1567  *   - 0, if there is several segments.
1568  */
1569 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1570 {
1571         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1572         return !!(m->nb_segs == 1);
1573 }
1574
1575 /**
1576  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1577  */
1578 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1579         uint32_t len, void *buf);
1580
1581 /**
1582  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1583  *
1584  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1585  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1586  * pointer.
1587  *
1588  * @param m
1589  *   The pointer to the mbuf.
1590  * @param off
1591  *   The offset of the data in the mbuf.
1592  * @param len
1593  *   The amount of bytes to read.
1594  * @param buf
1595  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1596  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1597  * @return
1598  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1599  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1600  */
1601 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1602         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1603 {
1604         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1605                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1606         else
1607                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1608 }
1609
1610 /**
1611  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1612  *
1613  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1614  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1615  * chain the entries manually.
1616  *
1617  * @param head
1618  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1619  * @param tail
1620  *   The mbuf to put last in the chain
1621  *
1622  * @return
1623  *   - 0, on success.
1624  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1625  */
1626 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1627 {
1628         struct rte_mbuf *cur_tail;
1629
1630         /* Check for number-of-segments-overflow */
1631         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1632                 return -EOVERFLOW;
1633
1634         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1635         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1636         cur_tail->next = tail;
1637
1638         /* accumulate number of segments and total length.
1639          * NB: elaborating the addition like this instead of using
1640          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1641          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1642         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1643         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1644
1645         /* pkt_len is only set in the head */
1646         tail->pkt_len = tail->data_len;
1647
1648         return 0;
1649 }
1650
1651 /**
1652  * Dump an mbuf structure to a file.
1653  *
1654  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1655  * segments (in the case of a chained buffer).
1656  *
1657  * @param f
1658  *   A pointer to a file for output
1659  * @param m
1660  *   The packet mbuf.
1661  * @param dump_len
1662  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1663  *   the packet.
1664  */
1665 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1666
1667 #ifdef __cplusplus
1668 }
1669 #endif
1670
1671 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */