Imported Upstream version 16.07-rc4
[deb_dpdk.git] / lib / librte_mempool / rte_mempool.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright(c) 2016 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_MEMPOOL_H_
36 #define _RTE_MEMPOOL_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mempool.
41  *
42  * A memory pool is an allocator of fixed-size object. It is
43  * identified by its name, and uses a ring to store free objects. It
44  * provides some other optional services, like a per-core object
45  * cache, and an alignment helper to ensure that objects are padded
46  * to spread them equally on all RAM channels, ranks, and so on.
47  *
48  * Objects owned by a mempool should never be added in another
49  * mempool. When an object is freed using rte_mempool_put() or
50  * equivalent, the object data is not modified; the user can save some
51  * meta-data in the object data and retrieve them when allocating a
52  * new object.
53  *
54  * Note: the mempool implementation is not preemptable. A lcore must
55  * not be interrupted by another task that uses the same mempool
56  * (because it uses a ring which is not preemptable). Also, mempool
57  * functions must not be used outside the DPDK environment: for
58  * example, in linuxapp environment, a thread that is not created by
59  * the EAL must not use mempools. This is due to the per-lcore cache
60  * that won't work as rte_lcore_id() will not return a correct value.
61  */
62
63 #include <stdio.h>
64 #include <stdlib.h>
65 #include <stdint.h>
66 #include <errno.h>
67 #include <inttypes.h>
68 #include <sys/queue.h>
69
70 #include <rte_spinlock.h>
71 #include <rte_log.h>
72 #include <rte_debug.h>
73 #include <rte_lcore.h>
74 #include <rte_memory.h>
75 #include <rte_branch_prediction.h>
76 #include <rte_ring.h>
77 #include <rte_memcpy.h>
78
79 #ifdef __cplusplus
80 extern "C" {
81 #endif
82
83 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
84 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
85 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
86
87 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
88 /**
89  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
90  */
91 struct rte_mempool_debug_stats {
92         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
93         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
94         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
95         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
96         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
97         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
98 } __rte_cache_aligned;
99 #endif
100
101 /**
102  * A structure that stores a per-core object cache.
103  */
104 struct rte_mempool_cache {
105         uint32_t size;        /**< Size of the cache */
106         uint32_t flushthresh; /**< Threshold before we flush excess elements */
107         uint32_t len;         /**< Current cache count */
108         /*
109          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
110          * cases to avoid needless emptying of cache.
111          */
112         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
113 } __rte_cache_aligned;
114
115 /**
116  * A structure that stores the size of mempool elements.
117  */
118 struct rte_mempool_objsz {
119         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
120         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
121         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
122         uint32_t total_size;
123         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
124 };
125
126 /**< Maximum length of a memory pool's name. */
127 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE (RTE_RING_NAMESIZE - \
128                               sizeof(RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX) + 1)
129 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
130
131 /* "MP_<name>" */
132 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
133
134 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
135
136 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
137 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
138
139 #ifndef RTE_MEMPOOL_ALIGN
140 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN       RTE_CACHE_LINE_SIZE
141 #endif
142
143 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN_MASK  (RTE_MEMPOOL_ALIGN - 1)
144
145 /**
146  * Mempool object header structure
147  *
148  * Each object stored in mempools are prefixed by this header structure,
149  * it allows to retrieve the mempool pointer from the object and to
150  * iterate on all objects attached to a mempool. When debug is enabled,
151  * a cookie is also added in this structure preventing corruptions and
152  * double-frees.
153  */
154 struct rte_mempool_objhdr {
155         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_objhdr) next; /**< Next in list. */
156         struct rte_mempool *mp;          /**< The mempool owning the object. */
157         phys_addr_t physaddr;            /**< Physical address of the object. */
158 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
159         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
160 #endif
161 };
162
163 /**
164  * A list of object headers type
165  */
166 STAILQ_HEAD(rte_mempool_objhdr_list, rte_mempool_objhdr);
167
168 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
169
170 /**
171  * Mempool object trailer structure
172  *
173  * In debug mode, each object stored in mempools are suffixed by this
174  * trailer structure containing a cookie preventing memory corruptions.
175  */
176 struct rte_mempool_objtlr {
177         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
178 };
179
180 #endif
181
182 /**
183  * A list of memory where objects are stored
184  */
185 STAILQ_HEAD(rte_mempool_memhdr_list, rte_mempool_memhdr);
186
187 /**
188  * Callback used to free a memory chunk
189  */
190 typedef void (rte_mempool_memchunk_free_cb_t)(struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
191         void *opaque);
192
193 /**
194  * Mempool objects memory header structure
195  *
196  * The memory chunks where objects are stored. Each chunk is virtually
197  * and physically contiguous.
198  */
199 struct rte_mempool_memhdr {
200         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_memhdr) next; /**< Next in list. */
201         struct rte_mempool *mp;  /**< The mempool owning the chunk */
202         void *addr;              /**< Virtual address of the chunk */
203         phys_addr_t phys_addr;   /**< Physical address of the chunk */
204         size_t len;              /**< length of the chunk */
205         rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb; /**< Free callback */
206         void *opaque;            /**< Argument passed to the free callback */
207 };
208
209 /**
210  * The RTE mempool structure.
211  */
212 struct rte_mempool {
213         /*
214          * Note: this field kept the RTE_MEMZONE_NAMESIZE size due to ABI
215          * compatibility requirements, it could be changed to
216          * RTE_MEMPOOL_NAMESIZE next time the ABI changes
217          */
218         char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
219         union {
220                 void *pool_data;         /**< Ring or pool to store objects. */
221                 uint64_t pool_id;        /**< External mempool identifier. */
222         };
223         void *pool_config;               /**< optional args for ops alloc. */
224         const struct rte_memzone *mz;    /**< Memzone where pool is alloc'd. */
225         int flags;                       /**< Flags of the mempool. */
226         int socket_id;                   /**< Socket id passed at create. */
227         uint32_t size;                   /**< Max size of the mempool. */
228         uint32_t cache_size;
229         /**< Size of per-lcore default local cache. */
230
231         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
232         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
233         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
234
235         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
236         /**
237          * Index into rte_mempool_ops_table array of mempool ops
238          * structs, which contain callback function pointers.
239          * We're using an index here rather than pointers to the callbacks
240          * to facilitate any secondary processes that may want to use
241          * this mempool.
242          */
243         int32_t ops_index;
244
245         struct rte_mempool_cache *local_cache; /**< Per-lcore local cache */
246
247         uint32_t populated_size;         /**< Number of populated objects. */
248         struct rte_mempool_objhdr_list elt_list; /**< List of objects in pool */
249         uint32_t nb_mem_chunks;          /**< Number of memory chunks */
250         struct rte_mempool_memhdr_list mem_list; /**< List of memory chunks */
251
252 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
253         /** Per-lcore statistics. */
254         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
255 #endif
256 }  __rte_cache_aligned;
257
258 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001 /**< Do not spread among memory channels. */
259 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
260 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
261 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
262 #define MEMPOOL_F_POOL_CREATED   0x0010 /**< Internal: pool is created. */
263 #define MEMPOOL_F_NO_PHYS_CONTIG 0x0020 /**< Don't need physically contiguous objs. */
264
265 /**
266  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
267  *
268  * @param mp
269  *   Pointer to the memory pool.
270  * @param name
271  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
272  * @param n
273  *   Number to add to the object-oriented statistics.
274  */
275 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
276 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
277                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
278                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
279                         mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n; \
280                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
281                 }                                               \
282         } while(0)
283 #else
284 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
285 #endif
286
287 /**
288  * Calculate the size of the mempool header.
289  *
290  * @param mp
291  *   Pointer to the memory pool.
292  * @param cs
293  *   Size of the per-lcore cache.
294  */
295 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, cs) \
296         (sizeof(*(mp)) + (((cs) == 0) ? 0 : \
297         (sizeof(struct rte_mempool_cache) * RTE_MAX_LCORE)))
298
299 /* return the header of a mempool object (internal) */
300 static inline struct rte_mempool_objhdr *__mempool_get_header(void *obj)
301 {
302         return (struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(obj,
303                 sizeof(struct rte_mempool_objhdr));
304 }
305
306 /**
307  * Return a pointer to the mempool owning this object.
308  *
309  * @param obj
310  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
311  *   the behavior is undefined.
312  * @return
313  *   A pointer to the mempool structure.
314  */
315 static inline struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
316 {
317         struct rte_mempool_objhdr *hdr = __mempool_get_header(obj);
318         return hdr->mp;
319 }
320
321 /* return the trailer of a mempool object (internal) */
322 static inline struct rte_mempool_objtlr *__mempool_get_trailer(void *obj)
323 {
324         struct rte_mempool *mp = rte_mempool_from_obj(obj);
325         return (struct rte_mempool_objtlr *)RTE_PTR_ADD(obj, mp->elt_size);
326 }
327
328 /**
329  * @internal Check and update cookies or panic.
330  *
331  * @param mp
332  *   Pointer to the memory pool.
333  * @param obj_table_const
334  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
335  * @param n
336  *   Index of object in object table.
337  * @param free
338  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
339  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
340  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
341  */
342 void rte_mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
343         void * const *obj_table_const, unsigned n, int free);
344
345 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
346 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) \
347         rte_mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free)
348 #else
349 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
350 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
351
352 #define RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE 32 /**< Max length of ops struct name. */
353
354 /**
355  * Prototype for implementation specific data provisioning function.
356  *
357  * The function should provide the implementation specific memory for
358  * for use by the other mempool ops functions in a given mempool ops struct.
359  * E.g. the default ops provides an instance of the rte_ring for this purpose.
360  * it will most likely point to a different type of data structure, and
361  * will be transparent to the application programmer.
362  * This function should set mp->pool_data.
363  */
364 typedef int (*rte_mempool_alloc_t)(struct rte_mempool *mp);
365
366 /**
367  * Free the opaque private data pointed to by mp->pool_data pointer.
368  */
369 typedef void (*rte_mempool_free_t)(struct rte_mempool *mp);
370
371 /**
372  * Enqueue an object into the external pool.
373  */
374 typedef int (*rte_mempool_enqueue_t)(struct rte_mempool *mp,
375                 void * const *obj_table, unsigned int n);
376
377 /**
378  * Dequeue an object from the external pool.
379  */
380 typedef int (*rte_mempool_dequeue_t)(struct rte_mempool *mp,
381                 void **obj_table, unsigned int n);
382
383 /**
384  * Return the number of available objects in the external pool.
385  */
386 typedef unsigned (*rte_mempool_get_count)(const struct rte_mempool *mp);
387
388 /** Structure defining mempool operations structure */
389 struct rte_mempool_ops {
390         char name[RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE]; /**< Name of mempool ops struct. */
391         rte_mempool_alloc_t alloc;       /**< Allocate private data. */
392         rte_mempool_free_t free;         /**< Free the external pool. */
393         rte_mempool_enqueue_t enqueue;   /**< Enqueue an object. */
394         rte_mempool_dequeue_t dequeue;   /**< Dequeue an object. */
395         rte_mempool_get_count get_count; /**< Get qty of available objs. */
396 } __rte_cache_aligned;
397
398 #define RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX 16  /**< Max registered ops structs */
399
400 /**
401  * Structure storing the table of registered ops structs, each of which contain
402  * the function pointers for the mempool ops functions.
403  * Each process has its own storage for this ops struct array so that
404  * the mempools can be shared across primary and secondary processes.
405  * The indices used to access the array are valid across processes, whereas
406  * any function pointers stored directly in the mempool struct would not be.
407  * This results in us simply having "ops_index" in the mempool struct.
408  */
409 struct rte_mempool_ops_table {
410         rte_spinlock_t sl;     /**< Spinlock for add/delete. */
411         uint32_t num_ops;      /**< Number of used ops structs in the table. */
412         /**
413          * Storage for all possible ops structs.
414          */
415         struct rte_mempool_ops ops[RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX];
416 } __rte_cache_aligned;
417
418 /** Array of registered ops structs. */
419 extern struct rte_mempool_ops_table rte_mempool_ops_table;
420
421 /**
422  * @internal Get the mempool ops struct from its index.
423  *
424  * @param ops_index
425  *   The index of the ops struct in the ops struct table. It must be a valid
426  *   index: (0 <= idx < num_ops).
427  * @return
428  *   The pointer to the ops struct in the table.
429  */
430 static inline struct rte_mempool_ops *
431 rte_mempool_get_ops(int ops_index)
432 {
433         RTE_VERIFY((ops_index >= 0) && (ops_index < RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX));
434
435         return &rte_mempool_ops_table.ops[ops_index];
436 }
437
438 /**
439  * @internal Wrapper for mempool_ops alloc callback.
440  *
441  * @param mp
442  *   Pointer to the memory pool.
443  * @return
444  *   - 0: Success; successfully allocated mempool pool_data.
445  *   - <0: Error; code of alloc function.
446  */
447 int
448 rte_mempool_ops_alloc(struct rte_mempool *mp);
449
450 /**
451  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue callback.
452  *
453  * @param mp
454  *   Pointer to the memory pool.
455  * @param obj_table
456  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
457  * @param n
458  *   Number of objects to get.
459  * @return
460  *   - 0: Success; got n objects.
461  *   - <0: Error; code of dequeue function.
462  */
463 static inline int
464 rte_mempool_ops_dequeue_bulk(struct rte_mempool *mp,
465                 void **obj_table, unsigned n)
466 {
467         struct rte_mempool_ops *ops;
468
469         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
470         return ops->dequeue(mp, obj_table, n);
471 }
472
473 /**
474  * @internal wrapper for mempool_ops enqueue callback.
475  *
476  * @param mp
477  *   Pointer to the memory pool.
478  * @param obj_table
479  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
480  * @param n
481  *   Number of objects to put.
482  * @return
483  *   - 0: Success; n objects supplied.
484  *   - <0: Error; code of enqueue function.
485  */
486 static inline int
487 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
488                 unsigned n)
489 {
490         struct rte_mempool_ops *ops;
491
492         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
493         return ops->enqueue(mp, obj_table, n);
494 }
495
496 /**
497  * @internal wrapper for mempool_ops get_count callback.
498  *
499  * @param mp
500  *   Pointer to the memory pool.
501  * @return
502  *   The number of available objects in the external pool.
503  */
504 unsigned
505 rte_mempool_ops_get_count(const struct rte_mempool *mp);
506
507 /**
508  * @internal wrapper for mempool_ops free callback.
509  *
510  * @param mp
511  *   Pointer to the memory pool.
512  */
513 void
514 rte_mempool_ops_free(struct rte_mempool *mp);
515
516 /**
517  * Set the ops of a mempool.
518  *
519  * This can only be done on a mempool that is not populated, i.e. just after
520  * a call to rte_mempool_create_empty().
521  *
522  * @param mp
523  *   Pointer to the memory pool.
524  * @param name
525  *   Name of the ops structure to use for this mempool.
526  * @param pool_config
527  *   Opaque data that can be passed by the application to the ops functions.
528  * @return
529  *   - 0: Success; the mempool is now using the requested ops functions.
530  *   - -EINVAL - Invalid ops struct name provided.
531  *   - -EEXIST - mempool already has an ops struct assigned.
532  */
533 int
534 rte_mempool_set_ops_byname(struct rte_mempool *mp, const char *name,
535                 void *pool_config);
536
537 /**
538  * Register mempool operations.
539  *
540  * @param ops
541  *   Pointer to an ops structure to register.
542  * @return
543  *   - >=0: Success; return the index of the ops struct in the table.
544  *   - -EINVAL - some missing callbacks while registering ops struct.
545  *   - -ENOSPC - the maximum number of ops structs has been reached.
546  */
547 int rte_mempool_register_ops(const struct rte_mempool_ops *ops);
548
549 /**
550  * Macro to statically register the ops of a mempool handler.
551  * Note that the rte_mempool_register_ops fails silently here when
552  * more then RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX is registered.
553  */
554 #define MEMPOOL_REGISTER_OPS(ops)                                       \
555         void mp_hdlr_init_##ops(void);                                  \
556         void __attribute__((constructor, used)) mp_hdlr_init_##ops(void)\
557         {                                                               \
558                 rte_mempool_register_ops(&ops);                 \
559         }
560
561 /**
562  * An object callback function for mempool.
563  *
564  * Used by rte_mempool_create() and rte_mempool_obj_iter().
565  */
566 typedef void (rte_mempool_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
567                 void *opaque, void *obj, unsigned obj_idx);
568 typedef rte_mempool_obj_cb_t rte_mempool_obj_ctor_t; /* compat */
569
570 /**
571  * A memory callback function for mempool.
572  *
573  * Used by rte_mempool_mem_iter().
574  */
575 typedef void (rte_mempool_mem_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
576                 void *opaque, struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
577                 unsigned mem_idx);
578
579 /**
580  * A mempool constructor callback function.
581  *
582  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
583  * rte_mempool_create().
584  */
585 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
586
587 /**
588  * Create a new mempool named *name* in memory.
589  *
590  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
591  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
592  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
593  * in one physically continuous chunk of memory.
594  *
595  * @param name
596  *   The name of the mempool.
597  * @param n
598  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
599  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
600  *   n = (2^q - 1).
601  * @param elt_size
602  *   The size of each element.
603  * @param cache_size
604  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
605  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
606  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
607  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE and n / 1.5. It is advised to choose
608  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
609  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
610  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
611  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
612  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
613  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
614  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
615  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
616  * @param private_data_size
617  *   The size of the private data appended after the mempool
618  *   structure. This is useful for storing some private data after the
619  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
620  * @param mp_init
621  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
622  *   before object initialization. The user can initialize the private
623  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
624  *   not needed.
625  * @param mp_init_arg
626  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
627  *   constructor function.
628  * @param obj_init
629  *   A function pointer that is called for each object at
630  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
631  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
632  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
633  *   the object pointer and the object number as parameters.
634  * @param obj_init_arg
635  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
636  *   each call to the object constructor function.
637  * @param socket_id
638  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
639  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
640  *   constraint for the reserved zone.
641  * @param flags
642  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
643  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
644  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
645  *     between objects depending on the hardware configuration. See
646  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
647  *     the allocator will just align them to a cache line.
648  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
649  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
650  *     padding will be present between objects. This flag implies
651  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
652  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
653  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
654  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
655  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
656  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
657  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
658  *   - MEMPOOL_F_NO_PHYS_CONTIG: If set, allocated objects won't
659  *     necessarilly be contiguous in physical memory.
660  * @return
661  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
662  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
663  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
664  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
665  *    - EINVAL - cache size provided is too large
666  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
667  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
668  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
669  */
670 struct rte_mempool *
671 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
672                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
673                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
674                    rte_mempool_obj_cb_t *obj_init, void *obj_init_arg,
675                    int socket_id, unsigned flags);
676
677 /**
678  * Create a new mempool named *name* in memory.
679  *
680  * The pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
681  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate the mempool header
682  * (and the objects if vaddr is NULL).
683  * Depending on the input parameters, mempool elements can be either allocated
684  * together with the mempool header, or an externally provided memory buffer
685  * could be used to store mempool objects. In later case, that external
686  * memory buffer can consist of set of disjoint physical pages.
687  *
688  * @param name
689  *   The name of the mempool.
690  * @param n
691  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
692  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
693  *   n = (2^q - 1).
694  * @param elt_size
695  *   The size of each element.
696  * @param cache_size
697  *   Size of the cache. See rte_mempool_create() for details.
698  * @param private_data_size
699  *   The size of the private data appended after the mempool
700  *   structure. This is useful for storing some private data after the
701  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
702  * @param mp_init
703  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
704  *   before object initialization. The user can initialize the private
705  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
706  *   not needed.
707  * @param mp_init_arg
708  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
709  *   constructor function.
710  * @param obj_init
711  *   A function called for each object at initialization of the pool.
712  *   See rte_mempool_create() for details.
713  * @param obj_init_arg
714  *   An opaque pointer passed to the object constructor function.
715  * @param socket_id
716  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
717  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
718  *   constraint for the reserved zone.
719  * @param flags
720  *   Flags controlling the behavior of the mempool. See
721  *   rte_mempool_create() for details.
722  * @param vaddr
723  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
724  *   Will be used to store mempool objects.
725  * @param paddr
726  *   Array of physical addresses of the pages that comprises given memory
727  *   buffer.
728  * @param pg_num
729  *   Number of elements in the paddr array.
730  * @param pg_shift
731  *   LOG2 of the physical pages size.
732  * @return
733  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
734  *   with rte_errno set appropriately. See rte_mempool_create() for details.
735  */
736 struct rte_mempool *
737 rte_mempool_xmem_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
738                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
739                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
740                 rte_mempool_obj_cb_t *obj_init, void *obj_init_arg,
741                 int socket_id, unsigned flags, void *vaddr,
742                 const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
743
744 /**
745  * Create an empty mempool
746  *
747  * The mempool is allocated and initialized, but it is not populated: no
748  * memory is allocated for the mempool elements. The user has to call
749  * rte_mempool_populate_*() or to add memory chunks to the pool. Once
750  * populated, the user may also want to initialize each object with
751  * rte_mempool_obj_iter().
752  *
753  * @param name
754  *   The name of the mempool.
755  * @param n
756  *   The maximum number of elements that can be added in the mempool.
757  *   The optimum size (in terms of memory usage) for a mempool is when n
758  *   is a power of two minus one: n = (2^q - 1).
759  * @param elt_size
760  *   The size of each element.
761  * @param cache_size
762  *   Size of the cache. See rte_mempool_create() for details.
763  * @param private_data_size
764  *   The size of the private data appended after the mempool
765  *   structure. This is useful for storing some private data after the
766  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
767  * @param socket_id
768  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
769  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
770  *   constraint for the reserved zone.
771  * @param flags
772  *   Flags controlling the behavior of the mempool. See
773  *   rte_mempool_create() for details.
774  * @return
775  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
776  *   with rte_errno set appropriately. See rte_mempool_create() for details.
777  */
778 struct rte_mempool *
779 rte_mempool_create_empty(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
780         unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
781         int socket_id, unsigned flags);
782 /**
783  * Free a mempool
784  *
785  * Unlink the mempool from global list, free the memory chunks, and all
786  * memory referenced by the mempool. The objects must not be used by
787  * other cores as they will be freed.
788  *
789  * @param mp
790  *   A pointer to the mempool structure.
791  */
792 void
793 rte_mempool_free(struct rte_mempool *mp);
794
795 /**
796  * Add physically contiguous memory for objects in the pool at init
797  *
798  * Add a virtually and physically contiguous memory chunk in the pool
799  * where objects can be instanciated.
800  *
801  * @param mp
802  *   A pointer to the mempool structure.
803  * @param vaddr
804  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
805  * @param paddr
806  *   The physical address
807  * @param len
808  *   The length of memory in bytes.
809  * @param free_cb
810  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
811  * @param opaque
812  *   An opaque argument passed to free_cb.
813  * @return
814  *   The number of objects added on success.
815  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
816  *   mempool and a negative errno is returned.
817  */
818 int rte_mempool_populate_phys(struct rte_mempool *mp, char *vaddr,
819         phys_addr_t paddr, size_t len, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
820         void *opaque);
821
822 /**
823  * Add physical memory for objects in the pool at init
824  *
825  * Add a virtually contiguous memory chunk in the pool where objects can
826  * be instanciated. The physical addresses corresponding to the virtual
827  * area are described in paddr[], pg_num, pg_shift.
828  *
829  * @param mp
830  *   A pointer to the mempool structure.
831  * @param vaddr
832  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
833  * @param paddr
834  *   An array of physical addresses of each page composing the virtual
835  *   area.
836  * @param pg_num
837  *   Number of elements in the paddr array.
838  * @param pg_shift
839  *   LOG2 of the physical pages size.
840  * @param free_cb
841  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
842  * @param opaque
843  *   An opaque argument passed to free_cb.
844  * @return
845  *   The number of objects added on success.
846  *   On error, the chunks are not added in the memory list of the
847  *   mempool and a negative errno is returned.
848  */
849 int rte_mempool_populate_phys_tab(struct rte_mempool *mp, char *vaddr,
850         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift,
851         rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb, void *opaque);
852
853 /**
854  * Add virtually contiguous memory for objects in the pool at init
855  *
856  * Add a virtually contiguous memory chunk in the pool where objects can
857  * be instanciated.
858  *
859  * @param mp
860  *   A pointer to the mempool structure.
861  * @param addr
862  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
863  *   Must be page-aligned.
864  * @param len
865  *   The length of memory in bytes. Must be page-aligned.
866  * @param pg_sz
867  *   The size of memory pages in this virtual area.
868  * @param free_cb
869  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
870  * @param opaque
871  *   An opaque argument passed to free_cb.
872  * @return
873  *   The number of objects added on success.
874  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
875  *   mempool and a negative errno is returned.
876  */
877 int
878 rte_mempool_populate_virt(struct rte_mempool *mp, char *addr,
879         size_t len, size_t pg_sz, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
880         void *opaque);
881
882 /**
883  * Add memory for objects in the pool at init
884  *
885  * This is the default function used by rte_mempool_create() to populate
886  * the mempool. It adds memory allocated using rte_memzone_reserve().
887  *
888  * @param mp
889  *   A pointer to the mempool structure.
890  * @return
891  *   The number of objects added on success.
892  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
893  *   mempool and a negative errno is returned.
894  */
895 int rte_mempool_populate_default(struct rte_mempool *mp);
896
897 /**
898  * Add memory from anonymous mapping for objects in the pool at init
899  *
900  * This function mmap an anonymous memory zone that is locked in
901  * memory to store the objects of the mempool.
902  *
903  * @param mp
904  *   A pointer to the mempool structure.
905  * @return
906  *   The number of objects added on success.
907  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
908  *   mempool and a negative errno is returned.
909  */
910 int rte_mempool_populate_anon(struct rte_mempool *mp);
911
912 /**
913  * Call a function for each mempool element
914  *
915  * Iterate across all objects attached to a rte_mempool and call the
916  * callback function on it.
917  *
918  * @param mp
919  *   A pointer to an initialized mempool.
920  * @param obj_cb
921  *   A function pointer that is called for each object.
922  * @param obj_cb_arg
923  *   An opaque pointer passed to the callback function.
924  * @return
925  *   Number of objects iterated.
926  */
927 uint32_t rte_mempool_obj_iter(struct rte_mempool *mp,
928         rte_mempool_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
929
930 /**
931  * Call a function for each mempool memory chunk
932  *
933  * Iterate across all memory chunks attached to a rte_mempool and call
934  * the callback function on it.
935  *
936  * @param mp
937  *   A pointer to an initialized mempool.
938  * @param mem_cb
939  *   A function pointer that is called for each memory chunk.
940  * @param mem_cb_arg
941  *   An opaque pointer passed to the callback function.
942  * @return
943  *   Number of memory chunks iterated.
944  */
945 uint32_t rte_mempool_mem_iter(struct rte_mempool *mp,
946         rte_mempool_mem_cb_t *mem_cb, void *mem_cb_arg);
947
948 /**
949  * Dump the status of the mempool to the console.
950  *
951  * @param f
952  *   A pointer to a file for output
953  * @param mp
954  *   A pointer to the mempool structure.
955  */
956 void rte_mempool_dump(FILE *f, struct rte_mempool *mp);
957
958 /**
959  * Create a user-owned mempool cache.
960  *
961  * This can be used by non-EAL threads to enable caching when they
962  * interact with a mempool.
963  *
964  * @param size
965  *   The size of the mempool cache. See rte_mempool_create()'s cache_size
966  *   parameter description for more information. The same limits and
967  *   considerations apply here too.
968  * @param socket_id
969  *   The socket identifier in the case of NUMA. The value can be
970  *   SOCKET_ID_ANY if there is no NUMA constraint for the reserved zone.
971  */
972 struct rte_mempool_cache *
973 rte_mempool_cache_create(uint32_t size, int socket_id);
974
975 /**
976  * Free a user-owned mempool cache.
977  *
978  * @param cache
979  *   A pointer to the mempool cache.
980  */
981 void
982 rte_mempool_cache_free(struct rte_mempool_cache *cache);
983
984 /**
985  * Flush a user-owned mempool cache to the specified mempool.
986  *
987  * @param cache
988  *   A pointer to the mempool cache.
989  * @param mp
990  *   A pointer to the mempool.
991  */
992 static inline void __attribute__((always_inline))
993 rte_mempool_cache_flush(struct rte_mempool_cache *cache,
994                         struct rte_mempool *mp)
995 {
996         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, cache->objs, cache->len);
997         cache->len = 0;
998 }
999
1000 /**
1001  * Get a pointer to the per-lcore default mempool cache.
1002  *
1003  * @param mp
1004  *   A pointer to the mempool structure.
1005  * @param lcore_id
1006  *   The logical core id.
1007  * @return
1008  *   A pointer to the mempool cache or NULL if disabled or non-EAL thread.
1009  */
1010 static inline struct rte_mempool_cache *__attribute__((always_inline))
1011 rte_mempool_default_cache(struct rte_mempool *mp, unsigned lcore_id)
1012 {
1013         if (mp->cache_size == 0)
1014                 return NULL;
1015
1016         if (lcore_id >= RTE_MAX_LCORE)
1017                 return NULL;
1018
1019         return &mp->local_cache[lcore_id];
1020 }
1021
1022 /**
1023  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
1024  * @param mp
1025  *   A pointer to the mempool structure.
1026  * @param obj_table
1027  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1028  * @param n
1029  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
1030  *   positive.
1031  * @param cache
1032  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1033  * @param flags
1034  *   The flags used for the mempool creation.
1035  *   Single-producer (MEMPOOL_F_SP_PUT flag) or multi-producers.
1036  */
1037 static inline void __attribute__((always_inline))
1038 __mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1039                       unsigned n, struct rte_mempool_cache *cache, int flags)
1040 {
1041         void **cache_objs;
1042
1043         /* increment stat now, adding in mempool always success */
1044         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
1045
1046         /* No cache provided or single producer */
1047         if (unlikely(cache == NULL || flags & MEMPOOL_F_SP_PUT))
1048                 goto ring_enqueue;
1049
1050         /* Go straight to ring if put would overflow mem allocated for cache */
1051         if (unlikely(n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
1052                 goto ring_enqueue;
1053
1054         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
1055
1056         /*
1057          * The cache follows the following algorithm
1058          *   1. Add the objects to the cache
1059          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
1060          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
1061          */
1062
1063         /* Add elements back into the cache */
1064         rte_memcpy(&cache_objs[0], obj_table, sizeof(void *) * n);
1065
1066         cache->len += n;
1067
1068         if (cache->len >= cache->flushthresh) {
1069                 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, &cache->objs[cache->size],
1070                                 cache->len - cache->size);
1071                 cache->len = cache->size;
1072         }
1073
1074         return;
1075
1076 ring_enqueue:
1077
1078         /* push remaining objects in ring */
1079 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
1080         if (rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n) < 0)
1081                 rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
1082 #else
1083         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n);
1084 #endif
1085 }
1086
1087
1088 /**
1089  * Put several objects back in the mempool.
1090  *
1091  * @param mp
1092  *   A pointer to the mempool structure.
1093  * @param obj_table
1094  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1095  * @param n
1096  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
1097  * @param cache
1098  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1099  * @param flags
1100  *   The flags used for the mempool creation.
1101  *   Single-producer (MEMPOOL_F_SP_PUT flag) or multi-producers.
1102  */
1103 static inline void __attribute__((always_inline))
1104 rte_mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1105                         unsigned n, struct rte_mempool_cache *cache, int flags)
1106 {
1107         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
1108         __mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache, flags);
1109 }
1110
1111 /**
1112  * @deprecated
1113  * Put several objects back in the mempool (multi-producers safe).
1114  *
1115  * @param mp
1116  *   A pointer to the mempool structure.
1117  * @param obj_table
1118  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1119  * @param n
1120  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
1121  */
1122 __rte_deprecated
1123 static inline void __attribute__((always_inline))
1124 rte_mempool_mp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1125                         unsigned n)
1126 {
1127         struct rte_mempool_cache *cache;
1128         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1129         rte_mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache, 0);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * @deprecated
1134  * Put several objects back in the mempool (NOT multi-producers safe).
1135  *
1136  * @param mp
1137  *   A pointer to the mempool structure.
1138  * @param obj_table
1139  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1140  * @param n
1141  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
1142  */
1143 __rte_deprecated
1144 static inline void __attribute__((always_inline))
1145 rte_mempool_sp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1146                         unsigned n)
1147 {
1148         rte_mempool_generic_put(mp, obj_table, n, NULL, MEMPOOL_F_SP_PUT);
1149 }
1150
1151 /**
1152  * Put several objects back in the mempool.
1153  *
1154  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1155  * version depending on the default behavior that was specified at
1156  * mempool creation time (see flags).
1157  *
1158  * @param mp
1159  *   A pointer to the mempool structure.
1160  * @param obj_table
1161  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1162  * @param n
1163  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
1164  */
1165 static inline void __attribute__((always_inline))
1166 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1167                      unsigned n)
1168 {
1169         struct rte_mempool_cache *cache;
1170         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1171         rte_mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache, mp->flags);
1172 }
1173
1174 /**
1175  * @deprecated
1176  * Put one object in the mempool (multi-producers safe).
1177  *
1178  * @param mp
1179  *   A pointer to the mempool structure.
1180  * @param obj
1181  *   A pointer to the object to be added.
1182  */
1183 __rte_deprecated
1184 static inline void __attribute__((always_inline))
1185 rte_mempool_mp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
1186 {
1187         struct rte_mempool_cache *cache;
1188         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1189         rte_mempool_generic_put(mp, &obj, 1, cache, 0);
1190 }
1191
1192 /**
1193  * @deprecated
1194  * Put one object back in the mempool (NOT multi-producers safe).
1195  *
1196  * @param mp
1197  *   A pointer to the mempool structure.
1198  * @param obj
1199  *   A pointer to the object to be added.
1200  */
1201 __rte_deprecated
1202 static inline void __attribute__((always_inline))
1203 rte_mempool_sp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
1204 {
1205         rte_mempool_generic_put(mp, &obj, 1, NULL, MEMPOOL_F_SP_PUT);
1206 }
1207
1208 /**
1209  * Put one object back in the mempool.
1210  *
1211  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1212  * version depending on the default behavior that was specified at
1213  * mempool creation time (see flags).
1214  *
1215  * @param mp
1216  *   A pointer to the mempool structure.
1217  * @param obj
1218  *   A pointer to the object to be added.
1219  */
1220 static inline void __attribute__((always_inline))
1221 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
1222 {
1223         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
1224 }
1225
1226 /**
1227  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
1228  * @param mp
1229  *   A pointer to the mempool structure.
1230  * @param obj_table
1231  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1232  * @param n
1233  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
1234  * @param cache
1235  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1236  * @param flags
1237  *   The flags used for the mempool creation.
1238  *   Single-consumer (MEMPOOL_F_SC_GET flag) or multi-consumers.
1239  * @return
1240  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
1241  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
1242  */
1243 static inline int __attribute__((always_inline))
1244 __mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1245                       unsigned n, struct rte_mempool_cache *cache, int flags)
1246 {
1247         int ret;
1248         uint32_t index, len;
1249         void **cache_objs;
1250
1251         /* No cache provided or single consumer */
1252         if (unlikely(cache == NULL || flags & MEMPOOL_F_SC_GET ||
1253                      n >= cache->size))
1254                 goto ring_dequeue;
1255
1256         cache_objs = cache->objs;
1257
1258         /* Can this be satisfied from the cache? */
1259         if (cache->len < n) {
1260                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
1261                 uint32_t req = n + (cache->size - cache->len);
1262
1263                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
1264                 ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp,
1265                         &cache->objs[cache->len], req);
1266                 if (unlikely(ret < 0)) {
1267                         /*
1268                          * In the offchance that we are buffer constrained,
1269                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
1270                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
1271                          * buffers.
1272                          */
1273                         goto ring_dequeue;
1274                 }
1275
1276                 cache->len += req;
1277         }
1278
1279         /* Now fill in the response ... */
1280         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
1281                 *obj_table = cache_objs[len];
1282
1283         cache->len -= n;
1284
1285         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1286
1287         return 0;
1288
1289 ring_dequeue:
1290
1291         /* get remaining objects from ring */
1292         ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp, obj_table, n);
1293
1294         if (ret < 0)
1295                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1296         else
1297                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1298
1299         return ret;
1300 }
1301
1302 /**
1303  * Get several objects from the mempool.
1304  *
1305  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1306  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1307  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1308  * lcores are full.
1309  *
1310  * @param mp
1311  *   A pointer to the mempool structure.
1312  * @param obj_table
1313  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1314  * @param n
1315  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1316  * @param cache
1317  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1318  * @param flags
1319  *   The flags used for the mempool creation.
1320  *   Single-consumer (MEMPOOL_F_SC_GET flag) or multi-consumers.
1321  * @return
1322  *   - 0: Success; objects taken.
1323  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1324  */
1325 static inline int __attribute__((always_inline))
1326 rte_mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n,
1327                         struct rte_mempool_cache *cache, int flags)
1328 {
1329         int ret;
1330         ret = __mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache, flags);
1331         if (ret == 0)
1332                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1333         return ret;
1334 }
1335
1336 /**
1337  * @deprecated
1338  * Get several objects from the mempool (multi-consumers safe).
1339  *
1340  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1341  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1342  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1343  * lcores are full.
1344  *
1345  * @param mp
1346  *   A pointer to the mempool structure.
1347  * @param obj_table
1348  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1349  * @param n
1350  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1351  * @return
1352  *   - 0: Success; objects taken.
1353  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1354  */
1355 __rte_deprecated
1356 static inline int __attribute__((always_inline))
1357 rte_mempool_mc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1358 {
1359         struct rte_mempool_cache *cache;
1360         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1361         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache, 0);
1362 }
1363
1364 /**
1365  * @deprecated
1366  * Get several objects from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1367  *
1368  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1369  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1370  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1371  * lcores are full.
1372  *
1373  * @param mp
1374  *   A pointer to the mempool structure.
1375  * @param obj_table
1376  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1377  * @param n
1378  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1379  * @return
1380  *   - 0: Success; objects taken.
1381  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is
1382  *     retrieved.
1383  */
1384 __rte_deprecated
1385 static inline int __attribute__((always_inline))
1386 rte_mempool_sc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1387 {
1388         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_table, n, NULL,
1389                                        MEMPOOL_F_SC_GET);
1390 }
1391
1392 /**
1393  * Get several objects from the mempool.
1394  *
1395  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1396  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1397  * mempool creation time (see flags).
1398  *
1399  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1400  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1401  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1402  * lcores are full.
1403  *
1404  * @param mp
1405  *   A pointer to the mempool structure.
1406  * @param obj_table
1407  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1408  * @param n
1409  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1410  * @return
1411  *   - 0: Success; objects taken
1412  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1413  */
1414 static inline int __attribute__((always_inline))
1415 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1416 {
1417         struct rte_mempool_cache *cache;
1418         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1419         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache, mp->flags);
1420 }
1421
1422 /**
1423  * @deprecated
1424  * Get one object from the mempool (multi-consumers safe).
1425  *
1426  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1427  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1428  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1429  * lcores are full.
1430  *
1431  * @param mp
1432  *   A pointer to the mempool structure.
1433  * @param obj_p
1434  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1435  * @return
1436  *   - 0: Success; objects taken.
1437  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1438  */
1439 __rte_deprecated
1440 static inline int __attribute__((always_inline))
1441 rte_mempool_mc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1442 {
1443         struct rte_mempool_cache *cache;
1444         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1445         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_p, 1, cache, 0);
1446 }
1447
1448 /**
1449  * @deprecated
1450  * Get one object from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1451  *
1452  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1453  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1454  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1455  * lcores are full.
1456  *
1457  * @param mp
1458  *   A pointer to the mempool structure.
1459  * @param obj_p
1460  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1461  * @return
1462  *   - 0: Success; objects taken.
1463  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1464  */
1465 __rte_deprecated
1466 static inline int __attribute__((always_inline))
1467 rte_mempool_sc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1468 {
1469         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_p, 1, NULL, MEMPOOL_F_SC_GET);
1470 }
1471
1472 /**
1473  * Get one object from the mempool.
1474  *
1475  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1476  * version, depending on the default behavior that was specified at
1477  * mempool creation (see flags).
1478  *
1479  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1480  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1481  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1482  * lcores are full.
1483  *
1484  * @param mp
1485  *   A pointer to the mempool structure.
1486  * @param obj_p
1487  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1488  * @return
1489  *   - 0: Success; objects taken.
1490  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1491  */
1492 static inline int __attribute__((always_inline))
1493 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1494 {
1495         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1496 }
1497
1498 /**
1499  * Return the number of entries in the mempool.
1500  *
1501  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1502  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1503  * debug purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1504  *
1505  * @param mp
1506  *   A pointer to the mempool structure.
1507  * @return
1508  *   The number of entries in the mempool.
1509  */
1510 unsigned int rte_mempool_avail_count(const struct rte_mempool *mp);
1511
1512 /**
1513  * @deprecated
1514  * Return the number of entries in the mempool.
1515  *
1516  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1517  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1518  * debug purposes.
1519  *
1520  * @param mp
1521  *   A pointer to the mempool structure.
1522  * @return
1523  *   The number of entries in the mempool.
1524  */
1525 __rte_deprecated
1526 unsigned rte_mempool_count(const struct rte_mempool *mp);
1527
1528 /**
1529  * Return the number of elements which have been allocated from the mempool
1530  *
1531  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1532  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1533  * debug purposes.
1534  *
1535  * @param mp
1536  *   A pointer to the mempool structure.
1537  * @return
1538  *   The number of free entries in the mempool.
1539  */
1540 unsigned int
1541 rte_mempool_in_use_count(const struct rte_mempool *mp);
1542
1543 /**
1544  * @deprecated
1545  * Return the number of free entries in the mempool ring.
1546  * i.e. how many entries can be freed back to the mempool.
1547  *
1548  * NOTE: This corresponds to the number of elements *allocated* from the
1549  * memory pool, not the number of elements in the pool itself. To count
1550  * the number elements currently available in the pool, use "rte_mempool_count"
1551  *
1552  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1553  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1554  * debug purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1555  *
1556  * @param mp
1557  *   A pointer to the mempool structure.
1558  * @return
1559  *   The number of free entries in the mempool.
1560  */
1561 __rte_deprecated
1562 static inline unsigned
1563 rte_mempool_free_count(const struct rte_mempool *mp)
1564 {
1565         return rte_mempool_in_use_count(mp);
1566 }
1567
1568 /**
1569  * Test if the mempool is full.
1570  *
1571  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1572  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1573  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1574  *
1575  * @param mp
1576  *   A pointer to the mempool structure.
1577  * @return
1578  *   - 1: The mempool is full.
1579  *   - 0: The mempool is not full.
1580  */
1581 static inline int
1582 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1583 {
1584         return !!(rte_mempool_avail_count(mp) == mp->size);
1585 }
1586
1587 /**
1588  * Test if the mempool is empty.
1589  *
1590  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1591  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1592  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1593  *
1594  * @param mp
1595  *   A pointer to the mempool structure.
1596  * @return
1597  *   - 1: The mempool is empty.
1598  *   - 0: The mempool is not empty.
1599  */
1600 static inline int
1601 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1602 {
1603         return !!(rte_mempool_avail_count(mp) == 0);
1604 }
1605
1606 /**
1607  * Return the physical address of elt, which is an element of the pool mp.
1608  *
1609  * @param mp
1610  *   A pointer to the mempool structure.
1611  * @param elt
1612  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1613  * @return
1614  *   The physical address of the elt element.
1615  *   If the mempool was created with MEMPOOL_F_NO_PHYS_CONTIG, the
1616  *   returned value is RTE_BAD_PHYS_ADDR.
1617  */
1618 static inline phys_addr_t
1619 rte_mempool_virt2phy(__rte_unused const struct rte_mempool *mp, const void *elt)
1620 {
1621         const struct rte_mempool_objhdr *hdr;
1622         hdr = (const struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(elt,
1623                 sizeof(*hdr));
1624         return hdr->physaddr;
1625 }
1626
1627 /**
1628  * Check the consistency of mempool objects.
1629  *
1630  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1631  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1632  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1633  *
1634  * @param mp
1635  *   A pointer to the mempool structure.
1636  */
1637 void rte_mempool_audit(struct rte_mempool *mp);
1638
1639 /**
1640  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1641  *
1642  * @param mp
1643  *   A pointer to the mempool structure.
1644  * @return
1645  *   A pointer to the private data.
1646  */
1647 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1648 {
1649         return (char *)mp +
1650                 MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->cache_size);
1651 }
1652
1653 /**
1654  * Dump the status of all mempools on the console
1655  *
1656  * @param f
1657  *   A pointer to a file for output
1658  */
1659 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1660
1661 /**
1662  * Search a mempool from its name
1663  *
1664  * @param name
1665  *   The name of the mempool.
1666  * @return
1667  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1668  *   NULL on error
1669  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1670  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1671  *
1672  */
1673 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1674
1675 /**
1676  * Get the header, trailer and total size of a mempool element.
1677  *
1678  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1679  * calculates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1680  *
1681  * @param elt_size
1682  *   The size of each element, without header and trailer.
1683  * @param flags
1684  *   The flags used for the mempool creation.
1685  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1686  *   The size of each element.
1687  * @param sz
1688  *   The calculated detailed size the mempool object. May be NULL.
1689  * @return
1690  *   Total size of the mempool object.
1691  */
1692 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1693         struct rte_mempool_objsz *sz);
1694
1695 /**
1696  * Get the size of memory required to store mempool elements.
1697  *
1698  * Calculate the maximum amount of memory required to store given number
1699  * of objects. Assume that the memory buffer will be aligned at page
1700  * boundary.
1701  *
1702  * Note that if object size is bigger then page size, then it assumes
1703  * that pages are grouped in subsets of physically continuous pages big
1704  * enough to store at least one object.
1705  *
1706  * @param elt_num
1707  *   Number of elements.
1708  * @param total_elt_sz
1709  *   The size of each element, including header and trailer, as returned
1710  *   by rte_mempool_calc_obj_size().
1711  * @param pg_shift
1712  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
1713  * @return
1714  *   Required memory size aligned at page boundary.
1715  */
1716 size_t rte_mempool_xmem_size(uint32_t elt_num, size_t total_elt_sz,
1717         uint32_t pg_shift);
1718
1719 /**
1720  * Get the size of memory required to store mempool elements.
1721  *
1722  * Calculate how much memory would be actually required with the given
1723  * memory footprint to store required number of objects.
1724  *
1725  * @param vaddr
1726  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
1727  *   Will be used to store mempool objects.
1728  * @param elt_num
1729  *   Number of elements.
1730  * @param total_elt_sz
1731  *   The size of each element, including header and trailer, as returned
1732  *   by rte_mempool_calc_obj_size().
1733  * @param paddr
1734  *   Array of physical addresses of the pages that comprises given memory
1735  *   buffer.
1736  * @param pg_num
1737  *   Number of elements in the paddr array.
1738  * @param pg_shift
1739  *   LOG2 of the physical pages size.
1740  * @return
1741  *   On success, the number of bytes needed to store given number of
1742  *   objects, aligned to the given page size. If the provided memory
1743  *   buffer is too small, return a negative value whose absolute value
1744  *   is the actual number of elements that can be stored in that buffer.
1745  */
1746 ssize_t rte_mempool_xmem_usage(void *vaddr, uint32_t elt_num,
1747         size_t total_elt_sz, const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num,
1748         uint32_t pg_shift);
1749
1750 /**
1751  * Walk list of all memory pools
1752  *
1753  * @param func
1754  *   Iterator function
1755  * @param arg
1756  *   Argument passed to iterator
1757  */
1758 void rte_mempool_walk(void (*func)(struct rte_mempool *, void *arg),
1759                       void *arg);
1760
1761 #ifdef __cplusplus
1762 }
1763 #endif
1764
1765 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */