New upstream version 18.08
[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. If this flag is set,
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.
174  * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
175  * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
176  * present.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
179
180 /* add new RX flags here */
181
182 /* add new TX flags here */
183
184 /**
185  * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
186  * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
187  * to store the MSS of UDP fragments.
188  */
189 #define PKT_TX_UDP_SEG  (1ULL << 42)
190
191 /**
192  * Request security offload processing on the TX packet.
193  */
194 #define PKT_TX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 43)
195
196 /**
197  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
198  * this offload feature for a packet to be transmitted.
199  */
200 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
201
202 /**
203  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
204  * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
205  * of tunnel packets.
206  * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
207  * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
208  * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
209  */
210 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
211 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
212 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
213 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
214 /** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
215 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
216 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
217 /**
218  * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
219  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
220  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
221  * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
222  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
223  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
224  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
225  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
226  * or checksum are not expected to be updated.
227  */
228 #define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
229 /**
230  * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
231  * UDP tunnel type implies outer IP layer.
232  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
233  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
234  * if possible.
235  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
236  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
237  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
238  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
239  * or checksum are not expected to be updated.
240  */
241 #define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 45)
242 /* add new TX TUNNEL type here */
243 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
244
245 /**
246  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
247  */
248 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
249 /* this old name is deprecated */
250 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
251
252 /**
253  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
254  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
255  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
256  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
257  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
258  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
259  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
260  */
261 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
262
263 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
264
265 /**
266  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
267  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
268  * L4 checksum offload, the user needs to:
269  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
270  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
271  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
272  */
273 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
274 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
275 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
276 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
277 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
278
279 /**
280  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
281  * also be set by the application, although a PMD will only check
282  * PKT_TX_IP_CKSUM.
283  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
284  */
285 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
286
287 /**
288  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
289  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
290  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
291  * the inner headers.
292  */
293 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
294
295 /**
296  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
297  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
298  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
299  * the inner headers.
300  */
301 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
302
303 /**
304  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
305  */
306 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
307 /* this old name is deprecated */
308 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
309
310 /**
311  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
312  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
313  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
314  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
315  */
316 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
317
318 /**
319  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
320  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
321  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
322  */
323 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
324
325 /**
326  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
327  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
328  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
329  */
330 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
331
332 /**
333  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
334  * which can be set for packet.
335  */
336 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
337                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
338                 PKT_TX_L4_MASK |         \
339                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
340                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
341                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
342                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
343                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
344                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
345                 PKT_TX_MACSEC |          \
346                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD)
347
348 /**
349  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
350  */
351 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
352
353 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
354
355 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
356 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
357
358 /**
359  * Get the name of a RX offload flag
360  *
361  * @param mask
362  *   The mask describing the flag.
363  * @return
364  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
365  */
366 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
367
368 /**
369  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
370  *
371  * @param mask
372  *   The mask describing the RX flags.
373  * @param buf
374  *   The output buffer.
375  * @param buflen
376  *   The length of the buffer.
377  * @return
378  *   0 on success, (-1) on error.
379  */
380 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
381
382 /**
383  * Get the name of a TX offload flag
384  *
385  * @param mask
386  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
387  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
388  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
389  * @return
390  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
391  */
392 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
393
394 /**
395  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
396  *
397  * @param mask
398  *   The mask describing the TX flags.
399  * @param buf
400  *   The output buffer.
401  * @param buflen
402  *   The length of the buffer.
403  * @return
404  *   0 on success, (-1) on error.
405  */
406 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
407
408 /**
409  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
410  * splitting it into multiple segments.
411  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
412  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
413  */
414 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
415 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
416         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
417
418 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
419  * mbuf */
420 __extension__
421 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
422 __extension__
423 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
424 __extension__
425 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
426                                * with a single assignment */
427
428 /**
429  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
430  */
431 struct rte_mbuf {
432         MARKER cacheline0;
433
434         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
435         /**
436          * Physical address of segment buffer.
437          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
438          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
439          * working on vector drivers easier.
440          */
441         RTE_STD_C11
442         union {
443                 rte_iova_t buf_iova;
444                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
445         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
446
447         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
448         MARKER64 rearm_data;
449         uint16_t data_off;
450
451         /**
452          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
453          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
454          * It should only be accessed using the following functions:
455          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
456          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
457          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
458          * config option.
459          */
460         RTE_STD_C11
461         union {
462                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
463                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
464         };
465         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
466
467         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
468         uint16_t port;
469
470         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
471
472         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
473         MARKER rx_descriptor_fields1;
474
475         /*
476          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
477          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
478          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
479          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
480          * vlan is stripped from the data.
481          */
482         RTE_STD_C11
483         union {
484                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
485                 struct {
486                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
487                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
488                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
489                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
490                         RTE_STD_C11
491                         union {
492                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
493                                 /**< ESP next protocol type, valid if
494                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
495                                  * on both Tx and Rx.
496                                  */
497                                 __extension__
498                                 struct {
499                                         uint8_t inner_l2_type:4;
500                                         /**< Inner L2 type. */
501                                         uint8_t inner_l3_type:4;
502                                         /**< Inner L3 type. */
503                                 };
504                         };
505                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
506                 };
507         };
508
509         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
510         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
511         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
512         uint16_t vlan_tci;
513
514         union {
515                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
516                 struct {
517                         RTE_STD_C11
518                         union {
519                                 struct {
520                                         uint16_t hash;
521                                         uint16_t id;
522                                 };
523                                 uint32_t lo;
524                                 /**< Second 4 flexible bytes */
525                         };
526                         uint32_t hi;
527                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
528                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
529                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
530                 struct {
531                         uint32_t lo;
532                         uint32_t hi;
533                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
534                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
535         } hash;                   /**< hash information */
536
537         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
538         uint16_t vlan_tci_outer;
539
540         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
541
542         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
543          * are not normalized but are always the same for a given port.
544          */
545         uint64_t timestamp;
546
547         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
548         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
549
550         RTE_STD_C11
551         union {
552                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
553                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
554         };
555
556         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
557         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
558
559         /* fields to support TX offloads */
560         RTE_STD_C11
561         union {
562                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
563                 __extension__
564                 struct {
565                         uint64_t l2_len:7;
566                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
567                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
568                          */
569                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
570                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
571                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
572
573                         /* fields for TX offloading of tunnels */
574                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
575                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
576
577                         /* uint64_t unused:8; */
578                 };
579         };
580
581         /** Size of the application private data. In case of an indirect
582          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
583         uint16_t priv_size;
584
585         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
586         uint16_t timesync;
587
588         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
589         uint32_t seqn;
590
591         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
592          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
593          */
594         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
595
596 } __rte_cache_aligned;
597
598 /**
599  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
600  */
601 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
602
603 /**
604  * Shared data at the end of an external buffer.
605  */
606 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
607         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
608         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
609         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
610 };
611
612 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
613 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
614
615 /**
616  * Prefetch the first part of the mbuf
617  *
618  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
619  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
620  * 64B, the second part will also be prefetched.
621  *
622  * @param m
623  *   The pointer to the mbuf.
624  */
625 static inline void
626 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
627 {
628         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
629 }
630
631 /**
632  * Prefetch the second part of the mbuf
633  *
634  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
635  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
636  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
637  * already in cache.
638  *
639  * @param m
640  *   The pointer to the mbuf.
641  */
642 static inline void
643 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
644 {
645 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
646         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
647 #else
648         RTE_SET_USED(m);
649 #endif
650 }
651
652
653 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
654
655 /**
656  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
657  *
658  * @param mb
659  *   The pointer to the mbuf.
660  * @return
661  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
662  */
663 static inline rte_iova_t
664 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
665 {
666         return mb->buf_iova + mb->data_off;
667 }
668
669 __rte_deprecated
670 static inline phys_addr_t
671 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
672 {
673         return rte_mbuf_data_iova(mb);
674 }
675
676 /**
677  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
678  *
679  * This function is used by drivers in their receive function, as it
680  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
681  * the default headroom in account.
682  *
683  * @param mb
684  *   The pointer to the mbuf.
685  * @return
686  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
687  */
688 static inline rte_iova_t
689 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
690 {
691         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
692 }
693
694 __rte_deprecated
695 static inline phys_addr_t
696 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
697 {
698         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
699 }
700
701 /**
702  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
703  *
704  * @param mi
705  *   The pointer to the indirect mbuf.
706  * @return
707  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
708  */
709 static inline struct rte_mbuf *
710 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
711 {
712         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
713 }
714
715 /**
716  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
717  *
718  * @param md
719  *   The pointer to the mbuf.
720  * @return
721  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
722  */
723 static inline char *
724 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
725 {
726         char *buffer_addr;
727         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
728         return buffer_addr;
729 }
730
731 /**
732  * Return the starting address of the private data area embedded in
733  * the given mbuf.
734  *
735  * Note that no check is made to ensure that a private data area
736  * actually exists in the supplied mbuf.
737  *
738  * @param m
739  *   The pointer to the mbuf.
740  * @return
741  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
742  */
743 static inline void * __rte_experimental
744 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
745 {
746         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
747 }
748
749 /**
750  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
751  * otherwise.
752  *
753  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
754  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
755  */
756 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
757
758 /**
759  * Deprecated.
760  * Use RTE_MBUF_CLONED().
761  */
762 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
763
764 /**
765  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
766  *
767  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
768  */
769 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
770
771 /**
772  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
773  *
774  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
775  * can be defined as a direct mbuf.
776  */
777 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
778         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
779
780 /**
781  * Private data in case of pktmbuf pool.
782  *
783  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
784  * appended after the mempool structure (in private data).
785  */
786 struct rte_pktmbuf_pool_private {
787         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
788         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
789 };
790
791 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
792
793 /**  check mbuf type in debug mode */
794 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
795
796 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
797
798 /**  check mbuf type in debug mode */
799 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
800
801 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
802
803 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
804
805 /**
806  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
807  * @param m
808  *   Mbuf to read
809  * @return
810  *   Reference count number.
811  */
812 static inline uint16_t
813 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
814 {
815         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
816 }
817
818 /**
819  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
820  * @param m
821  *   Mbuf to update
822  * @param new_value
823  *   Value set
824  */
825 static inline void
826 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
827 {
828         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
829 }
830
831 /* internal */
832 static inline uint16_t
833 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
834 {
835         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
836 }
837
838 /**
839  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
840  * @param m
841  *   Mbuf to update
842  * @param value
843  *   Value to add/subtract
844  * @return
845  *   Updated value
846  */
847 static inline uint16_t
848 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
849 {
850         /*
851          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
852          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
853          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
854          * operation has to be used because concurrent accesses on the
855          * reference counter can occur.
856          */
857         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
858                 ++value;
859                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
860                 return (uint16_t)value;
861         }
862
863         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
864 }
865
866 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
867
868 /* internal */
869 static inline uint16_t
870 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
871 {
872         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
873         return m->refcnt;
874 }
875
876 /**
877  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
878  */
879 static inline uint16_t
880 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
881 {
882         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
883 }
884
885 /**
886  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
887  */
888 static inline uint16_t
889 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
890 {
891         return m->refcnt;
892 }
893
894 /**
895  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
896  */
897 static inline void
898 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
899 {
900         m->refcnt = new_value;
901 }
902
903 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
904
905 /**
906  * Reads the refcnt of an external buffer.
907  *
908  * @param shinfo
909  *   Shared data of the external buffer.
910  * @return
911  *   Reference count number.
912  */
913 static inline uint16_t
914 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
915 {
916         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
917 }
918
919 /**
920  * Set refcnt of an external buffer.
921  *
922  * @param shinfo
923  *   Shared data of the external buffer.
924  * @param new_value
925  *   Value set
926  */
927 static inline void
928 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
929         uint16_t new_value)
930 {
931         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
932 }
933
934 /**
935  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
936  * value.
937  *
938  * @param shinfo
939  *   Shared data of the external buffer.
940  * @param value
941  *   Value to add/subtract
942  * @return
943  *   Updated value
944  */
945 static inline uint16_t
946 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
947         int16_t value)
948 {
949         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
950                 ++value;
951                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
952                 return (uint16_t)value;
953         }
954
955         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
956 }
957
958 /** Mbuf prefetch */
959 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
960         if ((m) != NULL)                        \
961                 rte_prefetch0(m);               \
962 } while (0)
963
964
965 /**
966  * Sanity checks on an mbuf.
967  *
968  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
969  * panic if corruption is detected.
970  *
971  * @param m
972  *   The mbuf to be checked.
973  * @param is_header
974  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
975  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
976  */
977 void
978 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
979
980 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
981         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
982         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
983         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
984         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
985 } while (0)
986
987 /**
988  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
989  *
990  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
991  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
992  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
993  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
994  *
995  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
996  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
997  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
998  * by the caller.
999  *
1000  * @param mp
1001  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1002  * @return
1003  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1004  *   - NULL if allocation failed.
1005  */
1006 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1007 {
1008         struct rte_mbuf *m;
1009
1010         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1011                 return NULL;
1012         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1013         return m;
1014 }
1015
1016 /**
1017  * Put mbuf back into its original mempool.
1018  *
1019  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1020  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1021  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1022  *
1023  * This function should be used with care, when optimization is
1024  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1025  * rte_pktmbuf_free_seg().
1026  *
1027  * @param m
1028  *   The mbuf to be freed.
1029  */
1030 static __rte_always_inline void
1031 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1032 {
1033         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1034         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1035         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1036         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1037         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1038         rte_mempool_put(m->pool, m);
1039 }
1040
1041 /* compat with older versions */
1042 __rte_deprecated
1043 static inline void
1044 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1045 {
1046         rte_mbuf_raw_free(m);
1047 }
1048
1049 /**
1050  * The packet mbuf constructor.
1051  *
1052  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1053  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1054  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1055  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1056  *
1057  * @param mp
1058  *   The mempool from which mbufs originate.
1059  * @param opaque_arg
1060  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1061  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1062  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1063  * @param m
1064  *   The mbuf to initialize.
1065  * @param i
1066  *   The index of the mbuf in the pool table.
1067  */
1068 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1069                       void *m, unsigned i);
1070
1071
1072 /**
1073  * A  packet mbuf pool constructor.
1074  *
1075  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1076  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1077  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1078  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1079  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1080  * provide another packet size.
1081  *
1082  * @param mp
1083  *   The mempool from which mbufs originate.
1084  * @param opaque_arg
1085  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1086  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1087  *   rte_mempool_create().
1088  */
1089 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1090
1091 /**
1092  * Create a mbuf pool.
1093  *
1094  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1095  * a wrapper to rte_mempool functions.
1096  *
1097  * @param name
1098  *   The name of the mbuf pool.
1099  * @param n
1100  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1101  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1102  *   n = (2^q - 1).
1103  * @param cache_size
1104  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1105  *   details.
1106  * @param priv_size
1107  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1108  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1109  * @param data_room_size
1110  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1111  * @param socket_id
1112  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1113  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1114  *   reserved zone.
1115  * @return
1116  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1117  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1118  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1119  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1120  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1121  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1122  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1123  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1124  */
1125 struct rte_mempool *
1126 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1127         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1128         int socket_id);
1129
1130 /**
1131  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1132  *
1133  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1134  * a wrapper to rte_mempool functions.
1135  *
1136  * @param name
1137  *   The name of the mbuf pool.
1138  * @param n
1139  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1140  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1141  *   n = (2^q - 1).
1142  * @param cache_size
1143  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1144  *   details.
1145  * @param priv_size
1146  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1147  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1148  * @param data_room_size
1149  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1150  * @param socket_id
1151  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1152  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1153  *   reserved zone.
1154  * @param ops_name
1155  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1156  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1157  * @return
1158  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1159  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1160  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1161  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1162  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1163  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1164  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1165  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1166  */
1167 struct rte_mempool *
1168 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1169         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1170         int socket_id, const char *ops_name);
1171
1172 /**
1173  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1174  *
1175  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1176  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1177  *
1178  * @param mp
1179  *   The packet mbuf pool.
1180  * @return
1181  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1182  */
1183 static inline uint16_t
1184 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1185 {
1186         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1187
1188         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1189         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1190 }
1191
1192 /**
1193  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1194  *
1195  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1196  * structure and the data buffer where an application can store data
1197  * associated to a packet.
1198  *
1199  * @param mp
1200  *   The packet mbuf pool.
1201  * @return
1202  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1203  */
1204 static inline uint16_t
1205 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1206 {
1207         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1208
1209         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1210         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1211 }
1212
1213 /**
1214  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1215  *
1216  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1217  *
1218  * @param m
1219  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1220  */
1221 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1222 {
1223         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1224                                         (uint16_t)m->buf_len);
1225 }
1226
1227 /**
1228  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1229  *
1230  * The given mbuf must have only one segment.
1231  *
1232  * @param m
1233  *   The packet mbuf to be resetted.
1234  */
1235 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1236
1237 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1238 {
1239         m->next = NULL;
1240         m->pkt_len = 0;
1241         m->tx_offload = 0;
1242         m->vlan_tci = 0;
1243         m->vlan_tci_outer = 0;
1244         m->nb_segs = 1;
1245         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1246
1247         m->ol_flags = 0;
1248         m->packet_type = 0;
1249         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1250
1251         m->data_len = 0;
1252         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1253 }
1254
1255 /**
1256  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1257  *
1258  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1259  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1260  * (if buffer size allows).
1261  *
1262  * @param mp
1263  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1264  * @return
1265  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1266  *   - NULL if allocation failed.
1267  */
1268 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1269 {
1270         struct rte_mbuf *m;
1271         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1272                 rte_pktmbuf_reset(m);
1273         return m;
1274 }
1275
1276 /**
1277  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1278  * values.
1279  *
1280  *  @param pool
1281  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1282  *  @param mbufs
1283  *    Array of pointers to mbufs
1284  *  @param count
1285  *    Array size
1286  *  @return
1287  *   - 0: Success
1288  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1289  */
1290 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1291          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1292 {
1293         unsigned idx = 0;
1294         int rc;
1295
1296         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1297         if (unlikely(rc))
1298                 return rc;
1299
1300         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1301          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1302          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1303          * check if count is zero.
1304          */
1305         switch (count % 4) {
1306         case 0:
1307                 while (idx != count) {
1308                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1309                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1310                         idx++;
1311                         /* fall-through */
1312         case 3:
1313                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1314                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1315                         idx++;
1316                         /* fall-through */
1317         case 2:
1318                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1319                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1320                         idx++;
1321                         /* fall-through */
1322         case 1:
1323                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1324                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1325                         idx++;
1326                         /* fall-through */
1327                 }
1328         }
1329         return 0;
1330 }
1331
1332 /**
1333  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1334  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1335  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1336  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1337  * separately, this should not be called but application has to properly
1338  * initialize the shared data according to its need.
1339  *
1340  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1341  *
1342  * @warning
1343  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1344  * after this initialization. This shall be used for
1345  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1346  *
1347  * @param buf_addr
1348  *   The pointer to the external buffer.
1349  * @param [in,out] buf_len
1350  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1351  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1352  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1353  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1354  * @param free_cb
1355  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1356  *   freed.
1357  * @param fcb_opaque
1358  *   Argument for the free callback function.
1359  *
1360  * @return
1361  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1362  *   otherwise.
1363  */
1364 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1365 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1366         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1367 {
1368         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1369         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1370         void *addr;
1371
1372         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1373                                    sizeof(uintptr_t));
1374         if (addr <= buf_addr)
1375                 return NULL;
1376
1377         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1378         shinfo->free_cb = free_cb;
1379         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1380         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1381
1382         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1383         return shinfo;
1384 }
1385
1386 /**
1387  * Attach an external buffer to a mbuf.
1388  *
1389  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1390  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1391  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1392  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1393  *
1394  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1395  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1396  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1397  *
1398  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1399  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1400  * this API.
1401  *
1402  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1403  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1404  *
1405  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1406  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1407  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1408  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1409  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1410  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1411  *
1412  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1413  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1414  *                                             free_cb, fcb_arg);
1415  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1416  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1417  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1418  *
1419  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1420  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1421  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1422  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1423  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1424  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1425  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1426  *   external buffer is writable.
1427  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1428  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1429  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1430  *
1431  * @warning
1432  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1433  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1434  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1435  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1436  * having external buffer.
1437  *
1438  * @param m
1439  *   The pointer to the mbuf.
1440  * @param buf_addr
1441  *   The pointer to the external buffer.
1442  * @param buf_iova
1443  *   IO address of the external buffer.
1444  * @param buf_len
1445  *   The size of the external buffer.
1446  * @param shinfo
1447  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1448  */
1449 static inline void __rte_experimental
1450 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1451         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1452         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1453 {
1454         /* mbuf should not be read-only */
1455         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1456         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1457
1458         m->buf_addr = buf_addr;
1459         m->buf_iova = buf_iova;
1460         m->buf_len = buf_len;
1461
1462         m->data_len = 0;
1463         m->data_off = 0;
1464
1465         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1466         m->shinfo = shinfo;
1467 }
1468
1469 /**
1470  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1471  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1472  *
1473  * @param m
1474  *   The mbuf having external buffer.
1475  */
1476 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1477
1478 /**
1479  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1480  *
1481  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1482  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1483  * external buffer instead of mbuf indirection.
1484  *
1485  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1486  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1487  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1488  *
1489  * Right now, not supported:
1490  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1491  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1492  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1493  *
1494  * @param mi
1495  *   The indirect packet mbuf.
1496  * @param m
1497  *   The packet mbuf we're attaching to.
1498  */
1499 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1500 {
1501         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1502             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1503
1504         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1505                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1506                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1507                 mi->shinfo = m->shinfo;
1508         } else {
1509                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1510                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1511                 mi->priv_size = m->priv_size;
1512                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1513         }
1514
1515         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1516         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1517         mi->buf_len = m->buf_len;
1518
1519         mi->data_off = m->data_off;
1520         mi->data_len = m->data_len;
1521         mi->port = m->port;
1522         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1523         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1524         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1525         mi->hash = m->hash;
1526
1527         mi->next = NULL;
1528         mi->pkt_len = mi->data_len;
1529         mi->nb_segs = 1;
1530         mi->packet_type = m->packet_type;
1531         mi->timestamp = m->timestamp;
1532
1533         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1534         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1535 }
1536
1537 /**
1538  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1539  *
1540  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1541  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1542  * callback.
1543  */
1544 static inline void
1545 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1546 {
1547         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1548         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1549
1550         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1551                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1552 }
1553
1554 /**
1555  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1556  *
1557  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1558  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1559  */
1560 static inline void
1561 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1562 {
1563         struct rte_mbuf *md;
1564
1565         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1566
1567         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1568
1569         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1570                 md->next = NULL;
1571                 md->nb_segs = 1;
1572                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1573                 rte_mbuf_raw_free(md);
1574         }
1575 }
1576
1577 /**
1578  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1579  *
1580  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1581  *    becomes zero.
1582  *  - restore original mbuf address and length values.
1583  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1584  *
1585  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1586  *
1587  * @param m
1588  *   The indirect attached packet mbuf.
1589  */
1590 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1591 {
1592         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1593         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1594         uint16_t priv_size;
1595
1596         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1597                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1598         else
1599                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1600
1601         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1602         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1603         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1604
1605         m->priv_size = priv_size;
1606         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1607         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1608         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1609         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1610         m->data_len = 0;
1611         m->ol_flags = 0;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1616  *
1617  * This function does the same than a free, except that it does not
1618  * return the segment to its pool.
1619  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1620  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1621  *
1622  * @param m
1623  *   The mbuf to be unlinked
1624  * @return
1625  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1626  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1627  */
1628 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1629 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1630 {
1631         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1632
1633         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1634
1635                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1636                         rte_pktmbuf_detach(m);
1637
1638                 if (m->next != NULL) {
1639                         m->next = NULL;
1640                         m->nb_segs = 1;
1641                 }
1642
1643                 return m;
1644
1645         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1646
1647                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1648                         rte_pktmbuf_detach(m);
1649
1650                 if (m->next != NULL) {
1651                         m->next = NULL;
1652                         m->nb_segs = 1;
1653                 }
1654                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1655
1656                 return m;
1657         }
1658         return NULL;
1659 }
1660
1661 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1662 __rte_deprecated
1663 static inline struct rte_mbuf *
1664 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1665 {
1666         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1667 }
1668
1669 /**
1670  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1671  *
1672  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1673  * buffers.
1674  *
1675  * @param m
1676  *   The packet mbuf segment to be freed.
1677  */
1678 static __rte_always_inline void
1679 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1680 {
1681         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1682         if (likely(m != NULL))
1683                 rte_mbuf_raw_free(m);
1684 }
1685
1686 /**
1687  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1688  *
1689  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1690  * segment is added back into its original mempool.
1691  *
1692  * @param m
1693  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1694  */
1695 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1696 {
1697         struct rte_mbuf *m_next;
1698
1699         if (m != NULL)
1700                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1701
1702         while (m != NULL) {
1703                 m_next = m->next;
1704                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1705                 m = m_next;
1706         }
1707 }
1708
1709 /**
1710  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1711  *
1712  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1713  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1714  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1715  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1716  * from the original packet mbuf.
1717  *
1718  * @param md
1719  *   The packet mbuf to be cloned.
1720  * @param mp
1721  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1722  * @return
1723  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1724  *   - NULL if allocation fails.
1725  */
1726 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1727                 struct rte_mempool *mp)
1728 {
1729         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1730         uint32_t pktlen;
1731         uint16_t nseg;
1732
1733         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1734                 return NULL;
1735
1736         mi = mc;
1737         prev = &mi->next;
1738         pktlen = md->pkt_len;
1739         nseg = 0;
1740
1741         do {
1742                 nseg++;
1743                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1744                 *prev = mi;
1745                 prev = &mi->next;
1746         } while ((md = md->next) != NULL &&
1747             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1748
1749         *prev = NULL;
1750         mc->nb_segs = nseg;
1751         mc->pkt_len = pktlen;
1752
1753         /* Allocation of new indirect segment failed */
1754         if (unlikely (mi == NULL)) {
1755                 rte_pktmbuf_free(mc);
1756                 return NULL;
1757         }
1758
1759         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1760         return mc;
1761 }
1762
1763 /**
1764  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1765  *
1766  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1767  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1768  *
1769  * @param m
1770  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1771  * @param v
1772  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1773  */
1774 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1775 {
1776         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1777
1778         do {
1779                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1780         } while ((m = m->next) != NULL);
1781 }
1782
1783 /**
1784  * Get the headroom in a packet mbuf.
1785  *
1786  * @param m
1787  *   The packet mbuf.
1788  * @return
1789  *   The length of the headroom.
1790  */
1791 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1792 {
1793         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1794         return m->data_off;
1795 }
1796
1797 /**
1798  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1799  *
1800  * @param m
1801  *   The packet mbuf.
1802  * @return
1803  *   The length of the tailroom.
1804  */
1805 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1806 {
1807         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1808         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1809                           m->data_len);
1810 }
1811
1812 /**
1813  * Get the last segment of the packet.
1814  *
1815  * @param m
1816  *   The packet mbuf.
1817  * @return
1818  *   The last segment of the given mbuf.
1819  */
1820 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1821 {
1822         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1823         while (m->next != NULL)
1824                 m = m->next;
1825         return m;
1826 }
1827
1828 /**
1829  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1830  *
1831  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1832  * function, the user must ensure that the first segment is large
1833  * enough to accommodate its data.
1834  *
1835  * @param m
1836  *   The packet mbuf.
1837  * @param o
1838  *   The offset into the mbuf data.
1839  * @param t
1840  *   The type to cast the result into.
1841  */
1842 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1843         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1844
1845 /**
1846  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1847  *
1848  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1849  * function, the user must ensure that the first segment is large
1850  * enough to accommodate its data.
1851  *
1852  * @param m
1853  *   The packet mbuf.
1854  * @param t
1855  *   The type to cast the result into.
1856  */
1857 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1858
1859 /**
1860  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1861  * start of the data in the mbuf
1862  *
1863  * @param m
1864  *   The packet mbuf.
1865  * @param o
1866  *   The offset into the data to calculate address from.
1867  */
1868 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1869         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1870
1871 /* deprecated */
1872 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1873         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1874
1875 /**
1876  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1877  * data in the mbuf
1878  *
1879  * @param m
1880  *   The packet mbuf.
1881  */
1882 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1883
1884 /* deprecated */
1885 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1886
1887 /**
1888  * A macro that returns the length of the packet.
1889  *
1890  * The value can be read or assigned.
1891  *
1892  * @param m
1893  *   The packet mbuf.
1894  */
1895 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1896
1897 /**
1898  * A macro that returns the length of the segment.
1899  *
1900  * The value can be read or assigned.
1901  *
1902  * @param m
1903  *   The packet mbuf.
1904  */
1905 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1906
1907 /**
1908  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1909  *
1910  * Returns a pointer to the new
1911  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1912  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1913  *
1914  * @param m
1915  *   The pkt mbuf.
1916  * @param len
1917  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1918  * @return
1919  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1920  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1921  */
1922 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1923                                         uint16_t len)
1924 {
1925         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1926
1927         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1928                 return NULL;
1929
1930         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1931          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1932          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1933         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1934         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1935         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1936
1937         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1938 }
1939
1940 /**
1941  * Append len bytes to an mbuf.
1942  *
1943  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1944  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1945  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1946  *
1947  * @param m
1948  *   The packet mbuf.
1949  * @param len
1950  *   The amount of data to append (in bytes).
1951  * @return
1952  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1953  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1954  */
1955 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1956 {
1957         void *tail;
1958         struct rte_mbuf *m_last;
1959
1960         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1961
1962         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1963         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1964                 return NULL;
1965
1966         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1967         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1968         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1969         return (char*) tail;
1970 }
1971
1972 /**
1973  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1974  *
1975  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1976  * length is greater than the length of the first segment, then the
1977  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1978  *
1979  * @param m
1980  *   The packet mbuf.
1981  * @param len
1982  *   The amount of data to remove (in bytes).
1983  * @return
1984  *   A pointer to the new start of the data.
1985  */
1986 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1987 {
1988         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1989
1990         if (unlikely(len > m->data_len))
1991                 return NULL;
1992
1993         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
1994          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
1995          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1996         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1997         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
1998         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1999         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2000 }
2001
2002 /**
2003  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2004  *
2005  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2006  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2007  *
2008  * @param m
2009  *   The packet mbuf.
2010  * @param len
2011  *   The amount of data to remove (in bytes).
2012  * @return
2013  *   - 0: On success.
2014  *   - -1: On error.
2015  */
2016 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2017 {
2018         struct rte_mbuf *m_last;
2019
2020         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2021
2022         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2023         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2024                 return -1;
2025
2026         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2027         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2028         return 0;
2029 }
2030
2031 /**
2032  * Test if mbuf data is contiguous.
2033  *
2034  * @param m
2035  *   The packet mbuf.
2036  * @return
2037  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2038  *   - 0, if there is several segments.
2039  */
2040 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2041 {
2042         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2043         return !!(m->nb_segs == 1);
2044 }
2045
2046 /**
2047  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2048  */
2049 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2050         uint32_t len, void *buf);
2051
2052 /**
2053  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2054  *
2055  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2056  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2057  * pointer.
2058  *
2059  * @param m
2060  *   The pointer to the mbuf.
2061  * @param off
2062  *   The offset of the data in the mbuf.
2063  * @param len
2064  *   The amount of bytes to read.
2065  * @param buf
2066  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2067  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2068  * @return
2069  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2070  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2071  */
2072 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2073         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2074 {
2075         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2076                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2077         else
2078                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2079 }
2080
2081 /**
2082  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2083  *
2084  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2085  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2086  * chain the entries manually.
2087  *
2088  * @param head
2089  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2090  * @param tail
2091  *   The mbuf to put last in the chain
2092  *
2093  * @return
2094  *   - 0, on success.
2095  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2096  */
2097 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2098 {
2099         struct rte_mbuf *cur_tail;
2100
2101         /* Check for number-of-segments-overflow */
2102         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2103                 return -EOVERFLOW;
2104
2105         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2106         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2107         cur_tail->next = tail;
2108
2109         /* accumulate number of segments and total length.
2110          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2111          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2112          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2113         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2114         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2115
2116         /* pkt_len is only set in the head */
2117         tail->pkt_len = tail->data_len;
2118
2119         return 0;
2120 }
2121
2122 /**
2123  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2124  *
2125  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2126  *
2127  * @param m
2128  *   The packet mbuf to be validated.
2129  * @return
2130  *   0 if packet is valid
2131  */
2132 static inline int
2133 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2134 {
2135         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2136         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2137
2138         /* Does packet set any of available offloads? */
2139         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2140                 return 0;
2141
2142         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2143                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2144                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2145                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2146                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2147                                   m->outer_l3_len;
2148
2149         /* Headers are fragmented */
2150         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2151                 return -ENOTSUP;
2152
2153         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2154         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2155                 return -EINVAL;
2156
2157         /* IP type not set when required */
2158         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2159                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2160                         return -EINVAL;
2161
2162         /* Check requirements for TSO packet */
2163         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2164                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2165                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2166                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2167                         return -EINVAL;
2168
2169         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2170         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2171                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2172                 return -EINVAL;
2173
2174         return 0;
2175 }
2176
2177 /**
2178  * Linearize data in mbuf.
2179  *
2180  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2181  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2182  *
2183  * @param mbuf
2184  *   mbuf to linearize
2185  * @return
2186  *   - 0, on success
2187  *   - -1, on error
2188  */
2189 static inline int
2190 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2191 {
2192         size_t seg_len, copy_len;
2193         struct rte_mbuf *m;
2194         struct rte_mbuf *m_next;
2195         char *buffer;
2196
2197         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2198                 return 0;
2199
2200         /* Extend first segment to the total packet length */
2201         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2202
2203         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2204                 return -1;
2205
2206         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2207         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2208
2209         /* Append data from next segments to the first one */
2210         m = mbuf->next;
2211         while (m != NULL) {
2212                 m_next = m->next;
2213
2214                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2215                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2216                 buffer += seg_len;
2217
2218                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2219                 m = m_next;
2220         }
2221
2222         mbuf->next = NULL;
2223         mbuf->nb_segs = 1;
2224
2225         return 0;
2226 }
2227
2228 /**
2229  * Dump an mbuf structure to a file.
2230  *
2231  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2232  * segments (in the case of a chained buffer).
2233  *
2234  * @param f
2235  *   A pointer to a file for output
2236  * @param m
2237  *   The packet mbuf.
2238  * @param dump_len
2239  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2240  *   the packet.
2241  */
2242 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2243
2244 #ifdef __cplusplus
2245 }
2246 #endif
2247
2248 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */