eaed7eee0168e0920e4c3c55b6f5ee3094bfbc72
[deb_dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *       from this software without specific prior written permission.
21  *
22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
48  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
49  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
50  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
51  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
52  * details.
53  *
54  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
55  * used to carry network packets.
56  *
57  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
58  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
59  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
60  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
61  */
62
63 #include <stdint.h>
64 #include <rte_common.h>
65 #include <rte_mempool.h>
66 #include <rte_memory.h>
67 #include <rte_atomic.h>
68 #include <rte_prefetch.h>
69 #include <rte_branch_prediction.h>
70 #include <rte_mbuf_ptype.h>
71
72 #ifdef __cplusplus
73 extern "C" {
74 #endif
75
76 /*
77  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
78  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
79  *
80  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
81  *   flags.
82  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
83  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
84  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
85  *   downwards, not upwards.
86  *
87  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
88  * rte_get_tx_ol_flag_name().
89  */
90
91 /**
92  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
93  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
94  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
95  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
96  */
97 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
98
99 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
100 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
101
102 /**
103  * Deprecated.
104  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
105  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
106  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
107  * wrong by the hardware.
108  */
109 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
110
111 /**
112  * Deprecated.
113  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
114  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
115  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
116  * wrong by the hardware.
117  */
118 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
119
120 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
121
122 /**
123  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
124  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
125  * in the RX configuration of the PMD.
126  */
127 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
128
129 /**
130  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
131  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
132  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
133  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
134  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
135  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
136  */
137 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
138
139 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
140 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
141 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
142 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
143
144 /**
145  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
146  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
147  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
148  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
149  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
150  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
151  */
152 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
153
154 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
155 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
156 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
157 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
158
159 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
160 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
161 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
162 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
163
164 /**
165  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
166  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
167  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
168  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
169  * must also be set.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
172
173 /**
174  * Deprecated.
175  * RX packet with double VLAN stripped.
176  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
179
180 /**
181  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
182  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
183  * valid and is set to the segment size of original packets.
184  */
185 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
186
187 /**
188  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
189  */
190 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
191
192 /* add new RX flags here */
193
194 /* add new TX flags here */
195
196 /**
197  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
198  * this offload feature for a packet to be transmitted.
199  */
200 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
201
202 /**
203  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
204  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
205  * tunnel type into the HW descriptors.
206  */
207 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
208 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
209 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
210 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
211 /**< TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
212 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
213 /* add new TX TUNNEL type here */
214 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
215
216 /**
217  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
218  */
219 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
220
221 /**
222  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
223  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
224  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
225  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
226  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
227  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
228  *    to 0 in the packet
229  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
230  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
231  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
232  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
233  */
234 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
235
236 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
237
238 /**
239  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
240  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
241  * L4 checksum offload, the user needs to:
242  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
243  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
244  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
245  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
246  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
247  *    For SCTP, set the crc field to 0.
248  */
249 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
250 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
251 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
252 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
253 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
254
255 /**
256  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
257  * also be set by the application, although a PMD will only check
258  * PKT_TX_IP_CKSUM.
259  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
260  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
261  */
262 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
263
264 /**
265  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
266  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
267  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
268  * the inner headers.
269  */
270 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
271
272 /**
273  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
274  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
275  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
276  * the inner headers.
277  */
278 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
279
280 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
281
282 /**
283  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
284  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
285  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
286  * packet must be set to 0.
287  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
288  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
289  */
290 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
291
292 /**
293  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
294  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
295  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
296  */
297 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
298
299 /**
300  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
301  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
302  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
303  */
304 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
305
306 /**
307  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
308  * which can be set for packet.
309  */
310 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
311                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
312                 PKT_TX_L4_MASK |         \
313                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
314                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
315                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
316                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
317                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
318                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
319                 PKT_TX_MACSEC)
320
321 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
322
323 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
324
325 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
326 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
327
328 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
329 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
330
331 /**
332  * Get the name of a RX offload flag
333  *
334  * @param mask
335  *   The mask describing the flag.
336  * @return
337  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
338  */
339 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
340
341 /**
342  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
343  *
344  * @param mask
345  *   The mask describing the RX flags.
346  * @param buf
347  *   The output buffer.
348  * @param buflen
349  *   The length of the buffer.
350  * @return
351  *   0 on success, (-1) on error.
352  */
353 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
354
355 /**
356  * Get the name of a TX offload flag
357  *
358  * @param mask
359  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
360  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
361  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
362  * @return
363  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
364  */
365 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
366
367 /**
368  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
369  *
370  * @param mask
371  *   The mask describing the TX flags.
372  * @param buf
373  *   The output buffer.
374  * @param buflen
375  *   The length of the buffer.
376  * @return
377  *   0 on success, (-1) on error.
378  */
379 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
380
381 /**
382  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
383  * splitting it into multiple segments.
384  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
385  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
386  */
387 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
388 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
389         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
390
391 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
392  * mbuf */
393 __extension__
394 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
395 __extension__
396 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
397 __extension__
398 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
399                                * with a single assignment */
400
401 /**
402  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
403  */
404 struct rte_mbuf {
405         MARKER cacheline0;
406
407         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
408         /**
409          * Physical address of segment buffer.
410          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
411          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
412          * working on vector drivers easier.
413          */
414         phys_addr_t buf_physaddr __rte_aligned(sizeof(phys_addr_t));
415
416         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
417         MARKER64 rearm_data;
418         uint16_t data_off;
419
420         /**
421          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
422          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
423          * It should only be accessed using the following functions:
424          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
425          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
426          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
427          * config option.
428          */
429         RTE_STD_C11
430         union {
431                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
432                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
433         };
434         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
435
436         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
437         uint16_t port;
438
439         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
440
441         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
442         MARKER rx_descriptor_fields1;
443
444         /*
445          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
446          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
447          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
448          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
449          * vlan is stripped from the data.
450          */
451         RTE_STD_C11
452         union {
453                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
454                 struct {
455                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
456                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
457                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
458                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
459                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
460                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
461                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
462                 };
463         };
464
465         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
466         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
467         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
468         uint16_t vlan_tci;
469
470         union {
471                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
472                 struct {
473                         RTE_STD_C11
474                         union {
475                                 struct {
476                                         uint16_t hash;
477                                         uint16_t id;
478                                 };
479                                 uint32_t lo;
480                                 /**< Second 4 flexible bytes */
481                         };
482                         uint32_t hi;
483                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
484                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
485                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
486                 struct {
487                         uint32_t lo;
488                         uint32_t hi;
489                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
490                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
491         } hash;                   /**< hash information */
492
493         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
494         uint16_t vlan_tci_outer;
495
496         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
497
498         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
499          * are not normalized but are always the same for a given port.
500          */
501         uint64_t timestamp;
502
503         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
504         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
505
506         RTE_STD_C11
507         union {
508                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
509                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
510         };
511
512         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
513         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
514
515         /* fields to support TX offloads */
516         RTE_STD_C11
517         union {
518                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
519                 __extension__
520                 struct {
521                         uint64_t l2_len:7;
522                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
523                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
524                          */
525                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
526                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
527                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
528
529                         /* fields for TX offloading of tunnels */
530                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
531                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
532
533                         /* uint64_t unused:8; */
534                 };
535         };
536
537         /** Size of the application private data. In case of an indirect
538          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
539         uint16_t priv_size;
540
541         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
542         uint16_t timesync;
543
544         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
545         uint32_t seqn;
546
547 } __rte_cache_aligned;
548
549 /**
550  * Prefetch the first part of the mbuf
551  *
552  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
553  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
554  * 64B, the second part will also be prefetched.
555  *
556  * @param m
557  *   The pointer to the mbuf.
558  */
559 static inline void
560 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
561 {
562         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
563 }
564
565 /**
566  * Prefetch the second part of the mbuf
567  *
568  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
569  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
570  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
571  * already in cache.
572  *
573  * @param m
574  *   The pointer to the mbuf.
575  */
576 static inline void
577 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
578 {
579 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
580         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
581 #else
582         RTE_SET_USED(m);
583 #endif
584 }
585
586
587 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
588
589 /**
590  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
591  *
592  * @param mb
593  *   The pointer to the mbuf.
594  * @return
595  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
596  */
597 static inline phys_addr_t
598 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
599 {
600         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
601 }
602
603 /**
604  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
605  *
606  * This function is used by drivers in their receive function, as it
607  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
608  * the default headroom in account.
609  *
610  * @param mb
611  *   The pointer to the mbuf.
612  * @return
613  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
614  */
615 static inline phys_addr_t
616 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
617 {
618         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
619 }
620
621 /**
622  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
623  *
624  * @param mi
625  *   The pointer to the indirect mbuf.
626  * @return
627  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
628  */
629 static inline struct rte_mbuf *
630 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
631 {
632         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
633 }
634
635 /**
636  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
637  *
638  * @param md
639  *   The pointer to the mbuf.
640  * @return
641  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
642  */
643 static inline char *
644 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
645 {
646         char *buffer_addr;
647         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
648         return buffer_addr;
649 }
650
651 /**
652  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
653  */
654 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
655
656 /**
657  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
658  */
659 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
660
661 /**
662  * Private data in case of pktmbuf pool.
663  *
664  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
665  * appended after the mempool structure (in private data).
666  */
667 struct rte_pktmbuf_pool_private {
668         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
669         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
670 };
671
672 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
673
674 /**  check mbuf type in debug mode */
675 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
676
677 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
678
679 /**  check mbuf type in debug mode */
680 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
681
682 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
683
684 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
685
686 /**
687  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
688  * @param m
689  *   Mbuf to read
690  * @return
691  *   Reference count number.
692  */
693 static inline uint16_t
694 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
695 {
696         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
697 }
698
699 /**
700  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
701  * @param m
702  *   Mbuf to update
703  * @param new_value
704  *   Value set
705  */
706 static inline void
707 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
708 {
709         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
710 }
711
712 /**
713  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
714  * @param m
715  *   Mbuf to update
716  * @param value
717  *   Value to add/subtract
718  * @return
719  *   Updated value
720  */
721 static inline uint16_t
722 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
723 {
724         /*
725          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
726          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
727          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
728          * operation has to be used because concurrent accesses on the
729          * reference counter can occur.
730          */
731         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
732                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
733                 return 1 + value;
734         }
735
736         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
737 }
738
739 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
740
741 /**
742  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
743  */
744 static inline uint16_t
745 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
746 {
747         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
748         return m->refcnt;
749 }
750
751 /**
752  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
753  */
754 static inline uint16_t
755 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
756 {
757         return m->refcnt;
758 }
759
760 /**
761  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
762  */
763 static inline void
764 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
765 {
766         m->refcnt = new_value;
767 }
768
769 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
770
771 /** Mbuf prefetch */
772 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
773         if ((m) != NULL)                        \
774                 rte_prefetch0(m);               \
775 } while (0)
776
777
778 /**
779  * Sanity checks on an mbuf.
780  *
781  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
782  * panic if corruption is detected.
783  *
784  * @param m
785  *   The mbuf to be checked.
786  * @param is_header
787  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
788  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
789  */
790 void
791 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
792
793 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
794         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
795         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
796         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
797         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
798 } while (0)
799
800 /**
801  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
802  *
803  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
804  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
805  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
806  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
807  *
808  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
809  * are initialized: buf_addr, buf_physaddr, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
810  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
811  * by the caller.
812  *
813  * @param mp
814  *   The mempool from which mbuf is allocated.
815  * @return
816  *   - The pointer to the new mbuf on success.
817  *   - NULL if allocation failed.
818  */
819 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
820 {
821         struct rte_mbuf *m;
822         void *mb = NULL;
823
824         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
825                 return NULL;
826         m = (struct rte_mbuf *)mb;
827         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
828         return m;
829 }
830
831 /**
832  * Put mbuf back into its original mempool.
833  *
834  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
835  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
836  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
837  *
838  * This function should be used with care, when optimization is
839  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
840  * rte_pktmbuf_free_seg().
841  *
842  * @param m
843  *   The mbuf to be freed.
844  */
845 static __rte_always_inline void
846 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
847 {
848         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
849         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
850         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
851         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
852         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
853         rte_mempool_put(m->pool, m);
854 }
855
856 /* compat with older versions */
857 __rte_deprecated
858 static inline void
859 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
860 {
861         rte_mbuf_raw_free(m);
862 }
863
864 /* Operations on ctrl mbuf */
865
866 /**
867  * The control mbuf constructor.
868  *
869  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
870  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
871  * start address, and so on). This function is given as a callback function
872  * to rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
873  *
874  * @param mp
875  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
876  * @param opaque_arg
877  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
878  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
879  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
880  * @param m
881  *   The mbuf to initialize.
882  * @param i
883  *   The index of the mbuf in the pool table.
884  */
885 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
886                 void *m, unsigned i);
887
888 /**
889  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
890  *
891  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
892  * buffer, and with a length of zero.
893  *
894  * @param mp
895  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
896  * @return
897  *   - The pointer to the new mbuf on success.
898  *   - NULL if allocation failed.
899  */
900 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
901
902 /**
903  * Free a control mbuf back into its original mempool.
904  *
905  * @param m
906  *   The control mbuf to be freed.
907  */
908 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
909
910 /**
911  * A macro that returns the pointer to the carried data.
912  *
913  * The value that can be read or assigned.
914  *
915  * @param m
916  *   The control mbuf.
917  */
918 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
919
920 /**
921  * A macro that returns the length of the carried data.
922  *
923  * The value that can be read or assigned.
924  *
925  * @param m
926  *   The control mbuf.
927  */
928 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
929
930 /**
931  * Tests if an mbuf is a control mbuf
932  *
933  * @param m
934  *   The mbuf to be tested
935  * @return
936  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
937  *   - False(0) otherwise
938  */
939 static inline int
940 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
941 {
942         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
943 }
944
945 /* Operations on pkt mbuf */
946
947 /**
948  * The packet mbuf constructor.
949  *
950  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
951  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
952  * address, and so on). This function is given as a callback function to
953  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
954  *
955  * @param mp
956  *   The mempool from which mbufs originate.
957  * @param opaque_arg
958  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
959  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
960  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
961  * @param m
962  *   The mbuf to initialize.
963  * @param i
964  *   The index of the mbuf in the pool table.
965  */
966 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
967                       void *m, unsigned i);
968
969
970 /**
971  * A  packet mbuf pool constructor.
972  *
973  * This function initializes the mempool private data in the case of a
974  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
975  * function must be called on the mempool before it is used, or it
976  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
977  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
978  * provide another packet size.
979  *
980  * @param mp
981  *   The mempool from which mbufs originate.
982  * @param opaque_arg
983  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
984  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
985  *   rte_mempool_create().
986  */
987 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
988
989 /**
990  * Create a mbuf pool.
991  *
992  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
993  * a wrapper to rte_mempool functions.
994  *
995  * @param name
996  *   The name of the mbuf pool.
997  * @param n
998  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
999  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1000  *   n = (2^q - 1).
1001  * @param cache_size
1002  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1003  *   details.
1004  * @param priv_size
1005  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1006  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1007  * @param data_room_size
1008  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1009  * @param socket_id
1010  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1011  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1012  *   reserved zone.
1013  * @return
1014  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1015  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1016  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1017  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1018  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1019  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1020  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1021  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1022  */
1023 struct rte_mempool *
1024 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1025         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1026         int socket_id);
1027
1028 /**
1029  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1030  *
1031  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1032  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1033  *
1034  * @param mp
1035  *   The packet mbuf pool.
1036  * @return
1037  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1038  */
1039 static inline uint16_t
1040 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1041 {
1042         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1043
1044         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1045         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1050  *
1051  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1052  * structure and the data buffer where an application can store data
1053  * associated to a packet.
1054  *
1055  * @param mp
1056  *   The packet mbuf pool.
1057  * @return
1058  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1059  */
1060 static inline uint16_t
1061 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1062 {
1063         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1064
1065         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1066         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1071  *
1072  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1073  *
1074  * @param m
1075  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1076  */
1077 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1078 {
1079         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1080 }
1081
1082 /**
1083  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1084  *
1085  * The given mbuf must have only one segment.
1086  *
1087  * @param m
1088  *   The packet mbuf to be resetted.
1089  */
1090 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1091 {
1092         m->next = NULL;
1093         m->pkt_len = 0;
1094         m->tx_offload = 0;
1095         m->vlan_tci = 0;
1096         m->vlan_tci_outer = 0;
1097         m->nb_segs = 1;
1098         m->port = 0xff;
1099
1100         m->ol_flags = 0;
1101         m->packet_type = 0;
1102         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1103
1104         m->data_len = 0;
1105         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1106 }
1107
1108 /**
1109  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1110  *
1111  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1112  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1113  * (if buffer size allows).
1114  *
1115  * @param mp
1116  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1117  * @return
1118  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1119  *   - NULL if allocation failed.
1120  */
1121 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1122 {
1123         struct rte_mbuf *m;
1124         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1125                 rte_pktmbuf_reset(m);
1126         return m;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1131  * values.
1132  *
1133  *  @param pool
1134  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1135  *  @param mbufs
1136  *    Array of pointers to mbufs
1137  *  @param count
1138  *    Array size
1139  *  @return
1140  *   - 0: Success
1141  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1142  */
1143 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1144          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1145 {
1146         unsigned idx = 0;
1147         int rc;
1148
1149         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1150         if (unlikely(rc))
1151                 return rc;
1152
1153         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1154          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1155          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1156          * check if count is zero.
1157          */
1158         switch (count % 4) {
1159         case 0:
1160                 while (idx != count) {
1161                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1162                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1163                         idx++;
1164                         /* fall-through */
1165         case 3:
1166                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1167                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1168                         idx++;
1169                         /* fall-through */
1170         case 2:
1171                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1172                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1173                         idx++;
1174                         /* fall-through */
1175         case 1:
1176                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1177                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1178                         idx++;
1179                         /* fall-through */
1180                 }
1181         }
1182         return 0;
1183 }
1184
1185 /**
1186  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1187  *
1188  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1189  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1190  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1191  *
1192  * Right now, not supported:
1193  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1194  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1195  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1196  *
1197  * @param mi
1198  *   The indirect packet mbuf.
1199  * @param m
1200  *   The packet mbuf we're attaching to.
1201  */
1202 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1203 {
1204         struct rte_mbuf *md;
1205
1206         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1207             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1208
1209         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1210         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1211                 md = m;
1212         else
1213                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1214
1215         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1216         mi->priv_size = m->priv_size;
1217         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1218         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1219         mi->buf_len = m->buf_len;
1220
1221         mi->data_off = m->data_off;
1222         mi->data_len = m->data_len;
1223         mi->port = m->port;
1224         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1225         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1226         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1227         mi->hash = m->hash;
1228
1229         mi->next = NULL;
1230         mi->pkt_len = mi->data_len;
1231         mi->nb_segs = 1;
1232         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1233         mi->packet_type = m->packet_type;
1234         mi->timestamp = m->timestamp;
1235
1236         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1237         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1238 }
1239
1240 /**
1241  * Detach an indirect packet mbuf.
1242  *
1243  *  - restore original mbuf address and length values.
1244  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1245  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1246  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1247  *
1248  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1249  *
1250  * @param m
1251  *   The indirect attached packet mbuf.
1252  */
1253 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1254 {
1255         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1256         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1257         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1258
1259         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1260         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1261         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1262
1263         m->priv_size = priv_size;
1264         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1265         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1266         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1267         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1268         m->data_len = 0;
1269         m->ol_flags = 0;
1270
1271         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1272                 md->next = NULL;
1273                 md->nb_segs = 1;
1274                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1275                 rte_mbuf_raw_free(md);
1276         }
1277 }
1278
1279 /**
1280  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1281  *
1282  * This function does the same than a free, except that it does not
1283  * return the segment to its pool.
1284  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1285  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1286  *
1287  * @param m
1288  *   The mbuf to be unlinked
1289  * @return
1290  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1291  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1292  */
1293 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1294 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1295 {
1296         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1297
1298         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1299
1300                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1301                         rte_pktmbuf_detach(m);
1302
1303                 if (m->next != NULL) {
1304                         m->next = NULL;
1305                         m->nb_segs = 1;
1306                 }
1307
1308                 return m;
1309
1310        } else if (rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, -1) == 0) {
1311
1312
1313                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1314                         rte_pktmbuf_detach(m);
1315
1316                 if (m->next != NULL) {
1317                         m->next = NULL;
1318                         m->nb_segs = 1;
1319                 }
1320                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1321
1322                 return m;
1323         }
1324         return NULL;
1325 }
1326
1327 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1328 __rte_deprecated
1329 static inline struct rte_mbuf *
1330 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1331 {
1332         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1333 }
1334
1335 /**
1336  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1337  *
1338  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1339  * buffers.
1340  *
1341  * @param m
1342  *   The packet mbuf segment to be freed.
1343  */
1344 static __rte_always_inline void
1345 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1346 {
1347         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1348         if (likely(m != NULL))
1349                 rte_mbuf_raw_free(m);
1350 }
1351
1352 /**
1353  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1354  *
1355  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1356  * segment is added back into its original mempool.
1357  *
1358  * @param m
1359  *   The packet mbuf to be freed.
1360  */
1361 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1362 {
1363         struct rte_mbuf *m_next;
1364
1365         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1366
1367         while (m != NULL) {
1368                 m_next = m->next;
1369                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1370                 m = m_next;
1371         }
1372 }
1373
1374 /**
1375  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1376  *
1377  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1378  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1379  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1380  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1381  * from the original packet mbuf.
1382  *
1383  * @param md
1384  *   The packet mbuf to be cloned.
1385  * @param mp
1386  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1387  * @return
1388  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1389  *   - NULL if allocation fails.
1390  */
1391 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1392                 struct rte_mempool *mp)
1393 {
1394         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1395         uint32_t pktlen;
1396         uint8_t nseg;
1397
1398         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1399                 return NULL;
1400
1401         mi = mc;
1402         prev = &mi->next;
1403         pktlen = md->pkt_len;
1404         nseg = 0;
1405
1406         do {
1407                 nseg++;
1408                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1409                 *prev = mi;
1410                 prev = &mi->next;
1411         } while ((md = md->next) != NULL &&
1412             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1413
1414         *prev = NULL;
1415         mc->nb_segs = nseg;
1416         mc->pkt_len = pktlen;
1417
1418         /* Allocation of new indirect segment failed */
1419         if (unlikely (mi == NULL)) {
1420                 rte_pktmbuf_free(mc);
1421                 return NULL;
1422         }
1423
1424         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1425         return mc;
1426 }
1427
1428 /**
1429  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1430  *
1431  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1432  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1433  *
1434  * @param m
1435  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1436  * @param v
1437  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1438  */
1439 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1440 {
1441         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1442
1443         do {
1444                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1445         } while ((m = m->next) != NULL);
1446 }
1447
1448 /**
1449  * Get the headroom in a packet mbuf.
1450  *
1451  * @param m
1452  *   The packet mbuf.
1453  * @return
1454  *   The length of the headroom.
1455  */
1456 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1457 {
1458         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1459         return m->data_off;
1460 }
1461
1462 /**
1463  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1464  *
1465  * @param m
1466  *   The packet mbuf.
1467  * @return
1468  *   The length of the tailroom.
1469  */
1470 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1471 {
1472         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1473         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1474                           m->data_len);
1475 }
1476
1477 /**
1478  * Get the last segment of the packet.
1479  *
1480  * @param m
1481  *   The packet mbuf.
1482  * @return
1483  *   The last segment of the given mbuf.
1484  */
1485 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1486 {
1487         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1488
1489         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1490         while (m2->next != NULL)
1491                 m2 = m2->next;
1492         return m2;
1493 }
1494
1495 /**
1496  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1497  *
1498  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1499  * function, the user must ensure that the first segment is large
1500  * enough to accommodate its data.
1501  *
1502  * @param m
1503  *   The packet mbuf.
1504  * @param o
1505  *   The offset into the mbuf data.
1506  * @param t
1507  *   The type to cast the result into.
1508  */
1509 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1510         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1511
1512 /**
1513  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1514  *
1515  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1516  * function, the user must ensure that the first segment is large
1517  * enough to accommodate its data.
1518  *
1519  * @param m
1520  *   The packet mbuf.
1521  * @param t
1522  *   The type to cast the result into.
1523  */
1524 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1525
1526 /**
1527  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1528  * start of the data in the mbuf
1529  *
1530  * @param m
1531  *   The packet mbuf.
1532  * @param o
1533  *   The offset into the data to calculate address from.
1534  */
1535 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1536         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1537
1538 /**
1539  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1540  * data in the mbuf
1541  *
1542  * @param m
1543  *   The packet mbuf.
1544  */
1545 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1546
1547 /**
1548  * A macro that returns the length of the packet.
1549  *
1550  * The value can be read or assigned.
1551  *
1552  * @param m
1553  *   The packet mbuf.
1554  */
1555 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1556
1557 /**
1558  * A macro that returns the length of the segment.
1559  *
1560  * The value can be read or assigned.
1561  *
1562  * @param m
1563  *   The packet mbuf.
1564  */
1565 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1566
1567 /**
1568  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1569  *
1570  * Returns a pointer to the new
1571  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1572  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1573  *
1574  * @param m
1575  *   The pkt mbuf.
1576  * @param len
1577  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1578  * @return
1579  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1580  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1581  */
1582 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1583                                         uint16_t len)
1584 {
1585         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1586
1587         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1588                 return NULL;
1589
1590         m->data_off -= len;
1591         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1592         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1593
1594         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1595 }
1596
1597 /**
1598  * Append len bytes to an mbuf.
1599  *
1600  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1601  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1602  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1603  *
1604  * @param m
1605  *   The packet mbuf.
1606  * @param len
1607  *   The amount of data to append (in bytes).
1608  * @return
1609  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1610  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1611  */
1612 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1613 {
1614         void *tail;
1615         struct rte_mbuf *m_last;
1616
1617         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1618
1619         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1620         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1621                 return NULL;
1622
1623         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1624         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1625         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1626         return (char*) tail;
1627 }
1628
1629 /**
1630  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1631  *
1632  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1633  * length is greater than the length of the first segment, then the
1634  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1635  *
1636  * @param m
1637  *   The packet mbuf.
1638  * @param len
1639  *   The amount of data to remove (in bytes).
1640  * @return
1641  *   A pointer to the new start of the data.
1642  */
1643 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1644 {
1645         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1646
1647         if (unlikely(len > m->data_len))
1648                 return NULL;
1649
1650         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1651         m->data_off += len;
1652         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1653         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1654 }
1655
1656 /**
1657  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1658  *
1659  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1660  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1661  *
1662  * @param m
1663  *   The packet mbuf.
1664  * @param len
1665  *   The amount of data to remove (in bytes).
1666  * @return
1667  *   - 0: On success.
1668  *   - -1: On error.
1669  */
1670 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1671 {
1672         struct rte_mbuf *m_last;
1673
1674         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1675
1676         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1677         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1678                 return -1;
1679
1680         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1681         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1682         return 0;
1683 }
1684
1685 /**
1686  * Test if mbuf data is contiguous.
1687  *
1688  * @param m
1689  *   The packet mbuf.
1690  * @return
1691  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1692  *   - 0, if there is several segments.
1693  */
1694 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1695 {
1696         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1697         return !!(m->nb_segs == 1);
1698 }
1699
1700 /**
1701  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1702  */
1703 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1704         uint32_t len, void *buf);
1705
1706 /**
1707  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1708  *
1709  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1710  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1711  * pointer.
1712  *
1713  * @param m
1714  *   The pointer to the mbuf.
1715  * @param off
1716  *   The offset of the data in the mbuf.
1717  * @param len
1718  *   The amount of bytes to read.
1719  * @param buf
1720  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1721  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1722  * @return
1723  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1724  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1725  */
1726 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1727         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1728 {
1729         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1730                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1731         else
1732                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1733 }
1734
1735 /**
1736  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1737  *
1738  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1739  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1740  * chain the entries manually.
1741  *
1742  * @param head
1743  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1744  * @param tail
1745  *   The mbuf to put last in the chain
1746  *
1747  * @return
1748  *   - 0, on success.
1749  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1750  */
1751 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1752 {
1753         struct rte_mbuf *cur_tail;
1754
1755         /* Check for number-of-segments-overflow */
1756         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1757                 return -EOVERFLOW;
1758
1759         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1760         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1761         cur_tail->next = tail;
1762
1763         /* accumulate number of segments and total length. */
1764         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1765         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1766
1767         /* pkt_len is only set in the head */
1768         tail->pkt_len = tail->data_len;
1769
1770         return 0;
1771 }
1772
1773 /**
1774  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1775  *
1776  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1777  *
1778  * @param m
1779  *   The packet mbuf to be validated.
1780  * @return
1781  *   0 if packet is valid
1782  */
1783 static inline int
1784 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1785 {
1786         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1787         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1788
1789         /* Does packet set any of available offloads? */
1790         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1791                 return 0;
1792
1793         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1794                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1795
1796         /* Headers are fragmented */
1797         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1798                 return -ENOTSUP;
1799
1800         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1801         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1802                 return -EINVAL;
1803
1804         /* IP type not set when required */
1805         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1806                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1807                         return -EINVAL;
1808
1809         /* Check requirements for TSO packet */
1810         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1811                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1812                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1813                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1814                         return -EINVAL;
1815
1816         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1817         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1818                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1819                 return -EINVAL;
1820
1821         return 0;
1822 }
1823
1824 /**
1825  * Linearize data in mbuf.
1826  *
1827  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1828  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1829  *
1830  * @param mbuf
1831  *   mbuf to linearize
1832  * @return
1833  *   - 0, on success
1834  *   - -1, on error
1835  */
1836 static inline int
1837 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1838 {
1839         int seg_len, copy_len;
1840         struct rte_mbuf *m;
1841         struct rte_mbuf *m_next;
1842         char *buffer;
1843
1844         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1845                 return 0;
1846
1847         /* Extend first segment to the total packet length */
1848         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1849
1850         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1851                 return -1;
1852
1853         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1854         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1855
1856         /* Append data from next segments to the first one */
1857         m = mbuf->next;
1858         while (m != NULL) {
1859                 m_next = m->next;
1860
1861                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1862                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1863                 buffer += seg_len;
1864
1865                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1866                 m = m_next;
1867         }
1868
1869         mbuf->next = NULL;
1870         mbuf->nb_segs = 1;
1871
1872         return 0;
1873 }
1874
1875 /**
1876  * Dump an mbuf structure to a file.
1877  *
1878  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1879  * segments (in the case of a chained buffer).
1880  *
1881  * @param f
1882  *   A pointer to a file for output
1883  * @param m
1884  *   The packet mbuf.
1885  * @param dump_len
1886  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1887  *   the packet.
1888  */
1889 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1890
1891 #ifdef __cplusplus
1892 }
1893 #endif
1894
1895 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */