bc015d033da6e75f507808572aa975063bd612ca
[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 and write the IP checksum
208  *    to 0 in the packet
209  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
210  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
211  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
212  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
213  */
214 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
215
216 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
217
218 /**
219  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
220  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
221  * L4 checksum offload, the user needs to:
222  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
223  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
224  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
225  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
226  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
227  *    For SCTP, set the crc field to 0.
228  */
229 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
230 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
231 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
232 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
233 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
234
235 /**
236  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
237  * also be set by the application, although a PMD will only check
238  * PKT_TX_IP_CKSUM.
239  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
240  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
241  */
242 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
243
244 /**
245  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
246  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
247  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
248  * the inner headers.
249  */
250 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
251
252 /**
253  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
254  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
255  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
256  * the inner headers.
257  */
258 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
259
260 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
261
262 /**
263  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
264  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
265  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
266  * packet must be set to 0.
267  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
268  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
269  */
270 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
271
272 /**
273  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
274  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
275  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
276  */
277 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
278
279 /**
280  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
281  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
282  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
283  */
284 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
285
286 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
287
288 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
289
290 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
291 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
292
293 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
294 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
295
296 /**
297  * Get the name of a RX offload flag
298  *
299  * @param mask
300  *   The mask describing the flag.
301  * @return
302  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
303  */
304 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
305
306 /**
307  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
308  *
309  * @param mask
310  *   The mask describing the RX flags.
311  * @param buf
312  *   The output buffer.
313  * @param buflen
314  *   The length of the buffer.
315  * @return
316  *   0 on success, (-1) on error.
317  */
318 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
319
320 /**
321  * Get the name of a TX offload flag
322  *
323  * @param mask
324  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
325  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
326  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
327  * @return
328  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
329  */
330 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
331
332 /**
333  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
334  *
335  * @param mask
336  *   The mask describing the TX flags.
337  * @param buf
338  *   The output buffer.
339  * @param buflen
340  *   The length of the buffer.
341  * @return
342  *   0 on success, (-1) on error.
343  */
344 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
345
346 /**
347  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
348  * splitting it into multiple segments.
349  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
350  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
351  */
352 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
353 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
354         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
355
356 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
357  * mbuf */
358 __extension__
359 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
360 __extension__
361 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
362 __extension__
363 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
364                                * with a single assignment */
365
366 /**
367  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
368  */
369 struct rte_mbuf {
370         MARKER cacheline0;
371
372         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
373         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
374
375         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
376
377         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
378         MARKER8 rearm_data;
379         uint16_t data_off;
380
381         /**
382          * 16-bit Reference counter.
383          * It should only be accessed using the following functions:
384          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
385          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
386          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
387          * config option.
388          */
389         RTE_STD_C11
390         union {
391                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
392                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
393         };
394         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
395         uint8_t port;             /**< Input port. */
396
397         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
398
399         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
400         MARKER rx_descriptor_fields1;
401
402         /*
403          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
404          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
405          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
406          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
407          * vlan is stripped from the data.
408          */
409         RTE_STD_C11
410         union {
411                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
412                 struct {
413                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
414                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
415                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
416                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
417                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
418                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
419                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
420                 };
421         };
422
423         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
424         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
425         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
426         uint16_t vlan_tci;
427
428         union {
429                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
430                 struct {
431                         RTE_STD_C11
432                         union {
433                                 struct {
434                                         uint16_t hash;
435                                         uint16_t id;
436                                 };
437                                 uint32_t lo;
438                                 /**< Second 4 flexible bytes */
439                         };
440                         uint32_t hi;
441                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
442                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
443                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
444                 struct {
445                         uint32_t lo;
446                         uint32_t hi;
447                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
448                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
449         } hash;                   /**< hash information */
450
451         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
452
453         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
454         uint16_t vlan_tci_outer;
455
456         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
457         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
458
459         RTE_STD_C11
460         union {
461                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
462                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
463         };
464
465         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
466         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
467
468         /* fields to support TX offloads */
469         RTE_STD_C11
470         union {
471                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
472                 __extension__
473                 struct {
474                         uint64_t l2_len:7;
475                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
476                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
477                          */
478                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
479                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
480                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
481
482                         /* fields for TX offloading of tunnels */
483                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
484                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
485
486                         /* uint64_t unused:8; */
487                 };
488         };
489
490         /** Size of the application private data. In case of an indirect
491          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
492         uint16_t priv_size;
493
494         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
495         uint16_t timesync;
496 } __rte_cache_aligned;
497
498 /**
499  * Prefetch the first part of the mbuf
500  *
501  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
502  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
503  * 64B, the second part will also be prefetched.
504  *
505  * @param m
506  *   The pointer to the mbuf.
507  */
508 static inline void
509 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
510 {
511         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
512 }
513
514 /**
515  * Prefetch the second part of the mbuf
516  *
517  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
518  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
519  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
520  * already in cache.
521  *
522  * @param m
523  *   The pointer to the mbuf.
524  */
525 static inline void
526 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
527 {
528 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
529         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
530 #else
531         RTE_SET_USED(m);
532 #endif
533 }
534
535
536 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
537
538 /**
539  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
540  *
541  * @param mb
542  *   The pointer to the mbuf.
543  * @return
544  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
545  */
546 static inline phys_addr_t
547 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
548 {
549         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
550 }
551
552 /**
553  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
554  *
555  * This function is used by drivers in their receive function, as it
556  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
557  * the default headroom in account.
558  *
559  * @param mb
560  *   The pointer to the mbuf.
561  * @return
562  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
563  */
564 static inline phys_addr_t
565 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
566 {
567         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
568 }
569
570 /**
571  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
572  *
573  * @param mi
574  *   The pointer to the indirect mbuf.
575  * @return
576  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
577  */
578 static inline struct rte_mbuf *
579 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
580 {
581         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
582 }
583
584 /**
585  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
586  *
587  * @param md
588  *   The pointer to the mbuf.
589  * @return
590  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
591  */
592 static inline char *
593 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
594 {
595         char *buffer_addr;
596         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
597         return buffer_addr;
598 }
599
600 /**
601  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
602  */
603 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
604
605 /**
606  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
607  */
608 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
609
610 /**
611  * Private data in case of pktmbuf pool.
612  *
613  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
614  * appended after the mempool structure (in private data).
615  */
616 struct rte_pktmbuf_pool_private {
617         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
618         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
619 };
620
621 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
622
623 /**  check mbuf type in debug mode */
624 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
625
626 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
627
628 /**  check mbuf type in debug mode */
629 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
630
631 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
632
633 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
634
635 /**
636  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
637  * @param m
638  *   Mbuf to read
639  * @return
640  *   Reference count number.
641  */
642 static inline uint16_t
643 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
644 {
645         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
646 }
647
648 /**
649  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
650  * @param m
651  *   Mbuf to update
652  * @param new_value
653  *   Value set
654  */
655 static inline void
656 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
657 {
658         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
659 }
660
661 /**
662  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
663  * @param m
664  *   Mbuf to update
665  * @param value
666  *   Value to add/subtract
667  * @return
668  *   Updated value
669  */
670 static inline uint16_t
671 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
672 {
673         /*
674          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
675          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
676          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
677          * operation has to be used because concurrent accesses on the
678          * reference counter can occur.
679          */
680         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
681                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
682                 return 1 + value;
683         }
684
685         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
686 }
687
688 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
689
690 /**
691  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
692  */
693 static inline uint16_t
694 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
695 {
696         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
697         return m->refcnt;
698 }
699
700 /**
701  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
702  */
703 static inline uint16_t
704 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
705 {
706         return m->refcnt;
707 }
708
709 /**
710  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
711  */
712 static inline void
713 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
714 {
715         m->refcnt = new_value;
716 }
717
718 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
719
720 /** Mbuf prefetch */
721 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
722         if ((m) != NULL)                        \
723                 rte_prefetch0(m);               \
724 } while (0)
725
726
727 /**
728  * Sanity checks on an mbuf.
729  *
730  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
731  * panic if corruption is detected.
732  *
733  * @param m
734  *   The mbuf to be checked.
735  * @param is_header
736  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
737  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
738  */
739 void
740 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
741
742 /**
743  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
744  *
745  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
746  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
747  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
748  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
749  *
750  * @param mp
751  *   The mempool from which mbuf is allocated.
752  * @return
753  *   - The pointer to the new mbuf on success.
754  *   - NULL if allocation failed.
755  */
756 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
757 {
758         struct rte_mbuf *m;
759         void *mb = NULL;
760
761         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
762                 return NULL;
763         m = (struct rte_mbuf *)mb;
764         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
765         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
766         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
767
768         return m;
769 }
770
771 /**
772  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
773  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
774  * Please use rte_pktmbuf_free().
775  *
776  * @param m
777  *   The mbuf to be freed.
778  */
779 static inline void __attribute__((always_inline))
780 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
781 {
782         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
783         rte_mempool_put(m->pool, m);
784 }
785
786 /* Operations on ctrl mbuf */
787
788 /**
789  * The control mbuf constructor.
790  *
791  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
792  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
793  * start address, and so on). This function is given as a callback function
794  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
795  *
796  * @param mp
797  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
798  * @param opaque_arg
799  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
800  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
801  *   parameter of rte_mempool_create().
802  * @param m
803  *   The mbuf to initialize.
804  * @param i
805  *   The index of the mbuf in the pool table.
806  */
807 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
808                 void *m, unsigned i);
809
810 /**
811  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
812  *
813  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
814  * buffer, and with a length of zero.
815  *
816  * @param mp
817  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
818  * @return
819  *   - The pointer to the new mbuf on success.
820  *   - NULL if allocation failed.
821  */
822 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
823
824 /**
825  * Free a control mbuf back into its original mempool.
826  *
827  * @param m
828  *   The control mbuf to be freed.
829  */
830 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
831
832 /**
833  * A macro that returns the pointer to the carried data.
834  *
835  * The value that can be read or assigned.
836  *
837  * @param m
838  *   The control mbuf.
839  */
840 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
841
842 /**
843  * A macro that returns the length of the carried data.
844  *
845  * The value that can be read or assigned.
846  *
847  * @param m
848  *   The control mbuf.
849  */
850 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
851
852 /**
853  * Tests if an mbuf is a control mbuf
854  *
855  * @param m
856  *   The mbuf to be tested
857  * @return
858  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
859  *   - False(0) otherwise
860  */
861 static inline int
862 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
863 {
864         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
865 }
866
867 /* Operations on pkt mbuf */
868
869 /**
870  * The packet mbuf constructor.
871  *
872  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
873  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
874  * address, and so on). This function is given as a callback function to
875  * rte_mempool_create() at pool creation time.
876  *
877  * @param mp
878  *   The mempool from which mbufs originate.
879  * @param opaque_arg
880  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
881  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
882  *   parameter of rte_mempool_create().
883  * @param m
884  *   The mbuf to initialize.
885  * @param i
886  *   The index of the mbuf in the pool table.
887  */
888 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
889                       void *m, unsigned i);
890
891
892 /**
893  * A  packet mbuf pool constructor.
894  *
895  * This function initializes the mempool private data in the case of a
896  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
897  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
898  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
899  * provide another packet size.
900  *
901  * @param mp
902  *   The mempool from which mbufs originate.
903  * @param opaque_arg
904  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
905  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
906  *   parameter of rte_mempool_create().
907  */
908 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
909
910 /**
911  * Create a mbuf pool.
912  *
913  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
914  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
915  * and mempool constructor.
916  *
917  * @param name
918  *   The name of the mbuf pool.
919  * @param n
920  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
921  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
922  *   n = (2^q - 1).
923  * @param cache_size
924  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
925  *   details.
926  * @param priv_size
927  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
928  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
929  * @param data_room_size
930  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
931  * @param socket_id
932  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
933  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
934  *   reserved zone.
935  * @return
936  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
937  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
938  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
939  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
940  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
941  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
942  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
943  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
944  */
945 struct rte_mempool *
946 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
947         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
948         int socket_id);
949
950 /**
951  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
952  *
953  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
954  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
955  *
956  * @param mp
957  *   The packet mbuf pool.
958  * @return
959  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
960  */
961 static inline uint16_t
962 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
963 {
964         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
965
966         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
967         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
968 }
969
970 /**
971  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
972  *
973  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
974  * structure and the data buffer where an application can store data
975  * associated to a packet.
976  *
977  * @param mp
978  *   The packet mbuf pool.
979  * @return
980  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
981  */
982 static inline uint16_t
983 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
984 {
985         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
986
987         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
988         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
989 }
990
991 /**
992  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
993  *
994  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
995  *
996  * @param m
997  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
998  */
999 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1000 {
1001         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1002 }
1003
1004 /**
1005  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1006  *
1007  * The given mbuf must have only one segment.
1008  *
1009  * @param m
1010  *   The packet mbuf to be resetted.
1011  */
1012 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1013 {
1014         m->next = NULL;
1015         m->pkt_len = 0;
1016         m->tx_offload = 0;
1017         m->vlan_tci = 0;
1018         m->vlan_tci_outer = 0;
1019         m->nb_segs = 1;
1020         m->port = 0xff;
1021
1022         m->ol_flags = 0;
1023         m->packet_type = 0;
1024         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1025
1026         m->data_len = 0;
1027         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1028 }
1029
1030 /**
1031  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1032  *
1033  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1034  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1035  * (if buffer size allows).
1036  *
1037  * @param mp
1038  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1039  * @return
1040  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1041  *   - NULL if allocation failed.
1042  */
1043 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1044 {
1045         struct rte_mbuf *m;
1046         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1047                 rte_pktmbuf_reset(m);
1048         return m;
1049 }
1050
1051 /**
1052  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1053  * values.
1054  *
1055  *  @param pool
1056  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1057  *  @param mbufs
1058  *    Array of pointers to mbufs
1059  *  @param count
1060  *    Array size
1061  *  @return
1062  *   - 0: Success
1063  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1064  */
1065 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1066          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1067 {
1068         unsigned idx = 0;
1069         int rc;
1070
1071         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1072         if (unlikely(rc))
1073                 return rc;
1074
1075         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1076          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1077          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1078          * check if count is zero.
1079          */
1080         switch (count % 4) {
1081         case 0:
1082                 while (idx != count) {
1083                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1084                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1085                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1086                         idx++;
1087         case 3:
1088                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1089                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1090                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1091                         idx++;
1092         case 2:
1093                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1094                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1095                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1096                         idx++;
1097         case 1:
1098                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1099                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1100                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1101                         idx++;
1102                 }
1103         }
1104         return 0;
1105 }
1106
1107 /**
1108  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1109  *
1110  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1111  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1112  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1113  *
1114  * Right now, not supported:
1115  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1116  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1117  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1118  *
1119  * @param mi
1120  *   The indirect packet mbuf.
1121  * @param m
1122  *   The packet mbuf we're attaching to.
1123  */
1124 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1125 {
1126         struct rte_mbuf *md;
1127
1128         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1129             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1130
1131         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1132         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1133                 md = m;
1134         else
1135                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1136
1137         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1138         mi->priv_size = m->priv_size;
1139         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1140         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1141         mi->buf_len = m->buf_len;
1142
1143         mi->next = m->next;
1144         mi->data_off = m->data_off;
1145         mi->data_len = m->data_len;
1146         mi->port = m->port;
1147         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1148         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1149         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1150         mi->hash = m->hash;
1151
1152         mi->next = NULL;
1153         mi->pkt_len = mi->data_len;
1154         mi->nb_segs = 1;
1155         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1156         mi->packet_type = m->packet_type;
1157
1158         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1159         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1160 }
1161
1162 /**
1163  * Detach an indirect packet mbuf.
1164  *
1165  *  - restore original mbuf address and length values.
1166  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1167  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1168  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1169  *
1170  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1171  *
1172  * @param m
1173  *   The indirect attached packet mbuf.
1174  */
1175 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1176 {
1177         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1178         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1179         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1180
1181         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1182         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1183         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1184
1185         m->priv_size = priv_size;
1186         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1187         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1188         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1189         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1190         m->data_len = 0;
1191         m->ol_flags = 0;
1192
1193         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1194                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1195 }
1196
1197 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1198 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1199 {
1200         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1201
1202         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1203                 /* if this is an indirect mbuf, it is detached. */
1204                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1205                         rte_pktmbuf_detach(m);
1206                 return m;
1207         }
1208         return NULL;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1213  *
1214  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1215  * buffers.
1216  *
1217  * @param m
1218  *   The packet mbuf segment to be freed.
1219  */
1220 static inline void __attribute__((always_inline))
1221 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1222 {
1223         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1224                 m->next = NULL;
1225                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1226         }
1227 }
1228
1229 /**
1230  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1231  *
1232  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1233  * segment is added back into its original mempool.
1234  *
1235  * @param m
1236  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1237  */
1238 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1239 {
1240         struct rte_mbuf *m_next;
1241
1242         if (m != NULL)
1243                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1244
1245         while (m != NULL) {
1246                 m_next = m->next;
1247                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1248                 m = m_next;
1249         }
1250 }
1251
1252 /**
1253  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1254  *
1255  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1256  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1257  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1258  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1259  * from the original packet mbuf.
1260  *
1261  * @param md
1262  *   The packet mbuf to be cloned.
1263  * @param mp
1264  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1265  * @return
1266  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1267  *   - NULL if allocation fails.
1268  */
1269 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1270                 struct rte_mempool *mp)
1271 {
1272         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1273         uint32_t pktlen;
1274         uint8_t nseg;
1275
1276         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1277                 return NULL;
1278
1279         mi = mc;
1280         prev = &mi->next;
1281         pktlen = md->pkt_len;
1282         nseg = 0;
1283
1284         do {
1285                 nseg++;
1286                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1287                 *prev = mi;
1288                 prev = &mi->next;
1289         } while ((md = md->next) != NULL &&
1290             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1291
1292         *prev = NULL;
1293         mc->nb_segs = nseg;
1294         mc->pkt_len = pktlen;
1295
1296         /* Allocation of new indirect segment failed */
1297         if (unlikely (mi == NULL)) {
1298                 rte_pktmbuf_free(mc);
1299                 return NULL;
1300         }
1301
1302         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1303         return mc;
1304 }
1305
1306 /**
1307  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1308  *
1309  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1310  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1311  *
1312  * @param m
1313  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1314  * @param v
1315  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1316  */
1317 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1318 {
1319         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1320
1321         do {
1322                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1323         } while ((m = m->next) != NULL);
1324 }
1325
1326 /**
1327  * Get the headroom in a packet mbuf.
1328  *
1329  * @param m
1330  *   The packet mbuf.
1331  * @return
1332  *   The length of the headroom.
1333  */
1334 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1335 {
1336         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1337         return m->data_off;
1338 }
1339
1340 /**
1341  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1342  *
1343  * @param m
1344  *   The packet mbuf.
1345  * @return
1346  *   The length of the tailroom.
1347  */
1348 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1349 {
1350         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1351         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1352                           m->data_len);
1353 }
1354
1355 /**
1356  * Get the last segment of the packet.
1357  *
1358  * @param m
1359  *   The packet mbuf.
1360  * @return
1361  *   The last segment of the given mbuf.
1362  */
1363 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1364 {
1365         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1366         while (m->next != NULL)
1367                 m = m->next;
1368         return m;
1369 }
1370
1371 /**
1372  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1373  *
1374  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1375  * function, the user must ensure that the first segment is large
1376  * enough to accommodate its data.
1377  *
1378  * @param m
1379  *   The packet mbuf.
1380  * @param o
1381  *   The offset into the mbuf data.
1382  * @param t
1383  *   The type to cast the result into.
1384  */
1385 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1386         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1387
1388 /**
1389  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1390  *
1391  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1392  * function, the user must ensure that the first segment is large
1393  * enough to accommodate its data.
1394  *
1395  * @param m
1396  *   The packet mbuf.
1397  * @param t
1398  *   The type to cast the result into.
1399  */
1400 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1401
1402 /**
1403  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1404  * start of the data in the mbuf
1405  *
1406  * @param m
1407  *   The packet mbuf.
1408  * @param o
1409  *   The offset into the data to calculate address from.
1410  */
1411 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1412         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1413
1414 /**
1415  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1416  * data in the mbuf
1417  *
1418  * @param m
1419  *   The packet mbuf.
1420  */
1421 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1422
1423 /**
1424  * A macro that returns the length of the packet.
1425  *
1426  * The value can be read or assigned.
1427  *
1428  * @param m
1429  *   The packet mbuf.
1430  */
1431 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1432
1433 /**
1434  * A macro that returns the length of the segment.
1435  *
1436  * The value can be read or assigned.
1437  *
1438  * @param m
1439  *   The packet mbuf.
1440  */
1441 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1442
1443 /**
1444  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1445  *
1446  * Returns a pointer to the new
1447  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1448  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1449  *
1450  * @param m
1451  *   The pkt mbuf.
1452  * @param len
1453  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1454  * @return
1455  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1456  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1457  */
1458 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1459                                         uint16_t len)
1460 {
1461         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1462
1463         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1464                 return NULL;
1465
1466         m->data_off -= len;
1467         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1468         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1469
1470         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1471 }
1472
1473 /**
1474  * Append len bytes to an mbuf.
1475  *
1476  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1477  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1478  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1479  *
1480  * @param m
1481  *   The packet mbuf.
1482  * @param len
1483  *   The amount of data to append (in bytes).
1484  * @return
1485  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1486  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1487  */
1488 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1489 {
1490         void *tail;
1491         struct rte_mbuf *m_last;
1492
1493         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1494
1495         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1496         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1497                 return NULL;
1498
1499         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1500         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1501         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1502         return (char*) tail;
1503 }
1504
1505 /**
1506  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1507  *
1508  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1509  * length is greater than the length of the first segment, then the
1510  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1511  *
1512  * @param m
1513  *   The packet mbuf.
1514  * @param len
1515  *   The amount of data to remove (in bytes).
1516  * @return
1517  *   A pointer to the new start of the data.
1518  */
1519 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1520 {
1521         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1522
1523         if (unlikely(len > m->data_len))
1524                 return NULL;
1525
1526         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1527         m->data_off += len;
1528         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1529         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1530 }
1531
1532 /**
1533  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1534  *
1535  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1536  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1537  *
1538  * @param m
1539  *   The packet mbuf.
1540  * @param len
1541  *   The amount of data to remove (in bytes).
1542  * @return
1543  *   - 0: On success.
1544  *   - -1: On error.
1545  */
1546 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1547 {
1548         struct rte_mbuf *m_last;
1549
1550         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1551
1552         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1553         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1554                 return -1;
1555
1556         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1557         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1558         return 0;
1559 }
1560
1561 /**
1562  * Test if mbuf data is contiguous.
1563  *
1564  * @param m
1565  *   The packet mbuf.
1566  * @return
1567  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1568  *   - 0, if there is several segments.
1569  */
1570 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1571 {
1572         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1573         return !!(m->nb_segs == 1);
1574 }
1575
1576 /**
1577  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1578  */
1579 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1580         uint32_t len, void *buf);
1581
1582 /**
1583  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1584  *
1585  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1586  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1587  * pointer.
1588  *
1589  * @param m
1590  *   The pointer to the mbuf.
1591  * @param off
1592  *   The offset of the data in the mbuf.
1593  * @param len
1594  *   The amount of bytes to read.
1595  * @param buf
1596  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1597  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1598  * @return
1599  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1600  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1601  */
1602 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1603         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1604 {
1605         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1606                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1607         else
1608                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1609 }
1610
1611 /**
1612  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1613  *
1614  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1615  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1616  * chain the entries manually.
1617  *
1618  * @param head
1619  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1620  * @param tail
1621  *   The mbuf to put last in the chain
1622  *
1623  * @return
1624  *   - 0, on success.
1625  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1626  */
1627 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1628 {
1629         struct rte_mbuf *cur_tail;
1630
1631         /* Check for number-of-segments-overflow */
1632         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1633                 return -EOVERFLOW;
1634
1635         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1636         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1637         cur_tail->next = tail;
1638
1639         /* accumulate number of segments and total length. */
1640         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1641         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1642
1643         /* pkt_len is only set in the head */
1644         tail->pkt_len = tail->data_len;
1645
1646         return 0;
1647 }
1648
1649 /**
1650  * Dump an mbuf structure to a file.
1651  *
1652  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1653  * segments (in the case of a chained buffer).
1654  *
1655  * @param f
1656  *   A pointer to a file for output
1657  * @param m
1658  *   The packet mbuf.
1659  * @param dump_len
1660  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1661  *   the packet.
1662  */
1663 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1664
1665 #ifdef __cplusplus
1666 }
1667 #endif
1668
1669 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */