buffers: configurable buffer fault injector
[vpp.git] / src / vlib / buffer_funcs.h
index 37ddcd4..b2076e6 100644 (file)
 
 #include <vppinfra/hash.h>
 #include <vppinfra/fifo.h>
+#include <vlib/buffer.h>
+#include <vlib/physmem_funcs.h>
+#include <vlib/main.h>
+#include <vlib/node.h>
 
 /** \file
     vlib buffer access methods.
@@ -56,16 +60,11 @@ vlib_buffer_validate (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
   /* reference count in allocated buffer always must be 1 or higher */
   ASSERT (b->ref_count > 0);
 
-  /* verify that buffer pointer is from buffer memory range */
-  ASSERT (pointer_to_uword (b) >= bm->buffer_mem_start);
-  ASSERT (pointer_to_uword (b) < bm->buffer_mem_start + bm->buffer_mem_size -
-         VLIB_BUFFER_DATA_SIZE);
-
   /* verify that buffer pool index is valid */
   bp = vec_elt_at_index (bm->buffer_pools, b->buffer_pool_index);
   ASSERT (pointer_to_uword (b) >= bp->start);
   ASSERT (pointer_to_uword (b) < bp->start + bp->size -
-         VLIB_BUFFER_DATA_SIZE);
+         (bp->data_size + sizeof (vlib_buffer_t)));
 }
 
 always_inline void *
@@ -93,10 +92,88 @@ vlib_get_buffer (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index)
   return b;
 }
 
+static_always_inline u32
+vlib_buffer_get_default_data_size (vlib_main_t * vm)
+{
+  return vm->buffer_main->default_data_size;
+}
+
 static_always_inline void
 vlib_buffer_copy_indices (u32 * dst, u32 * src, u32 n_indices)
 {
-  clib_memcpy_fast (dst, src, n_indices * sizeof (u32));
+#if defined(CLIB_HAVE_VEC512)
+  while (n_indices >= 16)
+    {
+      u32x16_store_unaligned (u32x16_load_unaligned (src), dst);
+      dst += 16;
+      src += 16;
+      n_indices -= 16;
+    }
+#endif
+
+#if defined(CLIB_HAVE_VEC256)
+  while (n_indices >= 8)
+    {
+      u32x8_store_unaligned (u32x8_load_unaligned (src), dst);
+      dst += 8;
+      src += 8;
+      n_indices -= 8;
+    }
+#endif
+
+#if defined(CLIB_HAVE_VEC128)
+  while (n_indices >= 4)
+    {
+      u32x4_store_unaligned (u32x4_load_unaligned (src), dst);
+      dst += 4;
+      src += 4;
+      n_indices -= 4;
+    }
+#endif
+
+  while (n_indices)
+    {
+      dst[0] = src[0];
+      dst += 1;
+      src += 1;
+      n_indices -= 1;
+    }
+}
+
+always_inline void
+vlib_buffer_copy_indices_from_ring (u32 * dst, u32 * ring, u32 start,
+                                   u32 ring_size, u32 n_buffers)
+{
+  ASSERT (n_buffers <= ring_size);
+
+  if (PREDICT_TRUE (start + n_buffers <= ring_size))
+    {
+      vlib_buffer_copy_indices (dst, ring + start, n_buffers);
+    }
+  else
+    {
+      u32 n = ring_size - start;
+      vlib_buffer_copy_indices (dst, ring + start, n);
+      vlib_buffer_copy_indices (dst + n, ring, n_buffers - n);
+    }
+}
+
+always_inline void
+vlib_buffer_copy_indices_to_ring (u32 * ring, u32 * src, u32 start,
+                                 u32 ring_size, u32 n_buffers)
+{
+  ASSERT (n_buffers <= ring_size);
+
+  if (PREDICT_TRUE (start + n_buffers <= ring_size))
+    {
+      vlib_buffer_copy_indices (ring + start, src, n_buffers);
+    }
+  else
+    {
+      u32 n = ring_size - start;
+      vlib_buffer_copy_indices (ring + start, src, n);
+      vlib_buffer_copy_indices (ring, src + n, n_buffers - n);
+    }
 }
 
 STATIC_ASSERT_OFFSET_OF (vlib_buffer_t, template_end, 64);
@@ -121,8 +198,8 @@ vlib_buffer_copy_template (vlib_buffer_t * b, vlib_buffer_t * bt)
 always_inline u8
 vlib_buffer_pool_get_default_for_numa (vlib_main_t * vm, u32 numa_node)
 {
-  ASSERT (numa_node < vm->buffer_main->n_numa_nodes);
-  return numa_node;
+  ASSERT (numa_node < VLIB_BUFFER_MAX_NUMA_NODES);
+  return vm->buffer_main->default_buffer_pool_index_for_numa[numa_node];
 }
 
 /** \brief Translate array of buffer indices into buffer pointers with offset
@@ -433,6 +510,13 @@ vlib_buffer_is_known (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index)
 u8 *vlib_validate_buffer (vlib_main_t * vm, u32 buffer_index,
                          uword follow_chain);
 
+u8 *vlib_validate_buffers (vlib_main_t * vm,
+                          u32 * buffers,
+                          uword next_buffer_stride,
+                          uword n_buffers,
+                          vlib_buffer_known_state_t known_state,
+                          uword follow_buffer_next);
+
 static_always_inline vlib_buffer_pool_t *
 vlib_get_buffer_pool (vlib_main_t * vm, u8 buffer_pool_index)
 {
@@ -450,19 +534,19 @@ vlib_buffer_pool_get (vlib_main_t * vm, u8 buffer_pool_index, u32 * buffers,
   ASSERT (bp->buffers);
 
   clib_spinlock_lock (&bp->lock);
-  len = vec_len (bp->buffers);
+  len = bp->n_avail;
   if (PREDICT_TRUE (n_buffers < len))
     {
       len -= n_buffers;
       vlib_buffer_copy_indices (buffers, bp->buffers + len, n_buffers);
-      _vec_len (bp->buffers) = len;
+      bp->n_avail = len;
       clib_spinlock_unlock (&bp->lock);
       return n_buffers;
     }
   else
     {
       vlib_buffer_copy_indices (buffers, bp->buffers, len);
-      _vec_len (bp->buffers) = 0;
+      bp->n_avail = 0;
       clib_spinlock_unlock (&bp->lock);
       return len;
     }
@@ -487,19 +571,42 @@ vlib_buffer_alloc_from_pool (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
   vlib_buffer_pool_thread_t *bpt;
   u32 *src, *dst, len, n_left;
 
+  /* If buffer allocation fault injection is configured */
+  if (VLIB_BUFFER_ALLOC_FAULT_INJECTOR > 0)
+    {
+      u32 vlib_buffer_alloc_may_fail (vlib_main_t *, u32);
+
+      /* See how many buffers we're willing to allocate */
+      n_buffers = vlib_buffer_alloc_may_fail (vm, n_buffers);
+      if (n_buffers == 0)
+       return (n_buffers);
+    }
+
   bp = vec_elt_at_index (bm->buffer_pools, buffer_pool_index);
   bpt = vec_elt_at_index (bp->threads, vm->thread_index);
 
   dst = buffers;
   n_left = n_buffers;
-  len = vec_len (bpt->cached_buffers);
+  len = bpt->n_cached;
 
   /* per-thread cache contains enough buffers */
   if (len >= n_buffers)
     {
       src = bpt->cached_buffers + len - n_buffers;
       vlib_buffer_copy_indices (dst, src, n_buffers);
-      _vec_len (bpt->cached_buffers) -= n_buffers;
+      bpt->n_cached -= n_buffers;
+
+      if (CLIB_DEBUG > 0)
+       vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, buffers, n_buffers,
+                                        VLIB_BUFFER_KNOWN_FREE);
+      return n_buffers;
+    }
+
+  /* alloc bigger than cache - take buffers directly from main pool */
+  if (n_buffers >= VLIB_BUFFER_POOL_PER_THREAD_CACHE_SZ)
+    {
+      n_buffers = vlib_buffer_pool_get (vm, buffer_pool_index, buffers,
+                                       n_buffers);
 
       if (CLIB_DEBUG > 0)
        vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, buffers, n_buffers,
@@ -511,23 +618,22 @@ vlib_buffer_alloc_from_pool (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
   if (len)
     {
       vlib_buffer_copy_indices (dst, bpt->cached_buffers, len);
-      _vec_len (bpt->cached_buffers) = 0;
+      bpt->n_cached = 0;
       dst += len;
       n_left -= len;
     }
 
   len = round_pow2 (n_left, 32);
-  vec_validate_aligned (bpt->cached_buffers, len - 1, CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
   len = vlib_buffer_pool_get (vm, buffer_pool_index, bpt->cached_buffers,
                              len);
-  _vec_len (bpt->cached_buffers) = len;
+  bpt->n_cached = len;
 
   if (len)
     {
       u32 n_copy = clib_min (len, n_left);
       src = bpt->cached_buffers + len - n_copy;
       vlib_buffer_copy_indices (dst, src, n_copy);
-      _vec_len (bpt->cached_buffers) -= n_copy;
+      bpt->n_cached -= n_copy;
       n_left -= n_copy;
     }
 
@@ -635,27 +741,38 @@ vlib_buffer_alloc_to_ring_from_pool (vlib_main_t * vm, u32 * ring, u32 start,
   return n_alloc;
 }
 
-static void
+static_always_inline void
 vlib_buffer_pool_put (vlib_main_t * vm, u8 buffer_pool_index,
                      u32 * buffers, u32 n_buffers)
 {
   vlib_buffer_pool_t *bp = vlib_get_buffer_pool (vm, buffer_pool_index);
-  vlib_buffer_pool_thread_t *bpt =
-    vec_elt_at_index (bp->threads, vm->thread_index);
+  vlib_buffer_pool_thread_t *bpt = vec_elt_at_index (bp->threads,
+                                                    vm->thread_index);
+  u32 n_cached, n_empty;
 
-  vec_add_aligned (bpt->cached_buffers, buffers, n_buffers,
-                  CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
+  if (CLIB_DEBUG > 0)
+    vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, buffers, n_buffers,
+                                    VLIB_BUFFER_KNOWN_ALLOCATED);
 
-  if (vec_len (bpt->cached_buffers) > 4 * VLIB_FRAME_SIZE)
+  n_cached = bpt->n_cached;
+  n_empty = VLIB_BUFFER_POOL_PER_THREAD_CACHE_SZ - n_cached;
+  if (n_buffers <= n_empty)
     {
-      clib_spinlock_lock (&bp->lock);
-      /* keep last stored buffers, as they are more likely hot in the cache */
-      vec_add_aligned (bp->buffers, bpt->cached_buffers, VLIB_FRAME_SIZE,
-                      CLIB_CACHE_LINE_BYTES);
-      vec_delete (bpt->cached_buffers, VLIB_FRAME_SIZE, 0);
-      bpt->n_alloc -= VLIB_FRAME_SIZE;
-      clib_spinlock_unlock (&bp->lock);
+      vlib_buffer_copy_indices (bpt->cached_buffers + n_cached,
+                               buffers, n_buffers);
+      bpt->n_cached = n_cached + n_buffers;
+      return;
     }
+
+  vlib_buffer_copy_indices (bpt->cached_buffers + n_cached,
+                           buffers + n_buffers - n_empty, n_empty);
+  bpt->n_cached = VLIB_BUFFER_POOL_PER_THREAD_CACHE_SZ;
+
+  clib_spinlock_lock (&bp->lock);
+  vlib_buffer_copy_indices (bp->buffers + bp->n_avail, buffers,
+                           n_buffers - n_empty);
+  bp->n_avail += n_buffers - n_empty;
+  clib_spinlock_unlock (&bp->lock);
 }
 
 static_always_inline void
@@ -667,12 +784,12 @@ vlib_buffer_free_inline (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
   u8 buffer_pool_index = ~0;
   u32 n_queue = 0, queue[queue_size + 4];
   vlib_buffer_t bt = { };
-#if defined(CLIB_HAVE_VEC128) && !__aarch64__
+#if defined(CLIB_HAVE_VEC128)
   vlib_buffer_t bpi_mask = {.buffer_pool_index = ~0 };
   vlib_buffer_t bpi_vec = {.buffer_pool_index = ~0 };
   vlib_buffer_t flags_refs_mask = {
     .flags = VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT,
-    .ref_count = ~0
+    .ref_count = ~1
   };
 #endif
 
@@ -692,7 +809,7 @@ vlib_buffer_free_inline (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
       vlib_prefetch_buffer_header (b[6], LOAD);
       vlib_prefetch_buffer_header (b[7], LOAD);
 
-#if defined(CLIB_HAVE_VEC128) && !__aarch64__
+#if defined(CLIB_HAVE_VEC128)
       u8x16 p0, p1, p2, p3, r;
       p0 = u8x16_load_unaligned (b[0]);
       p1 = u8x16_load_unaligned (b[1]);
@@ -733,10 +850,6 @@ vlib_buffer_free_inline (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
       vlib_buffer_copy_template (b[3], &bt);
       n_queue += 4;
 
-      if (CLIB_DEBUG > 0)
-       vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, buffers, 4,
-                                        VLIB_BUFFER_KNOWN_ALLOCATED);
-
       vlib_buffer_validate (vm, b[0]);
       vlib_buffer_validate (vm, b[1]);
       vlib_buffer_validate (vm, b[2]);
@@ -766,18 +879,19 @@ vlib_buffer_free_inline (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
 
       if (PREDICT_FALSE (buffer_pool_index != b[0]->buffer_pool_index))
        {
-         buffer_pool_index = b[0]->buffer_pool_index;
-#if defined(CLIB_HAVE_VEC128) && !__aarch64__
-         bpi_vec.buffer_pool_index = buffer_pool_index;
-#endif
-         bp = vlib_get_buffer_pool (vm, buffer_pool_index);
-         vlib_buffer_copy_template (&bt, &bp->buffer_template);
 
          if (n_queue)
            {
              vlib_buffer_pool_put (vm, buffer_pool_index, queue, n_queue);
              n_queue = 0;
            }
+
+         buffer_pool_index = b[0]->buffer_pool_index;
+#if defined(CLIB_HAVE_VEC128)
+         bpi_vec.buffer_pool_index = buffer_pool_index;
+#endif
+         bp = vlib_get_buffer_pool (vm, buffer_pool_index);
+         vlib_buffer_copy_template (&bt, &bp->buffer_template);
        }
 
       vlib_buffer_validate (vm, b[0]);
@@ -786,9 +900,6 @@ vlib_buffer_free_inline (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
 
       if (clib_atomic_sub_fetch (&b[0]->ref_count, 1) == 0)
        {
-         if (CLIB_DEBUG > 0)
-           vlib_buffer_validate_alloc_free (vm, &bi, 1,
-                                            VLIB_BUFFER_KNOWN_ALLOCATED);
          vlib_buffer_copy_template (b[0], &bt);
          queue[n_queue++] = bi;
        }
@@ -799,7 +910,7 @@ vlib_buffer_free_inline (vlib_main_t * vm, u32 * buffers, u32 n_buffers,
          n_queue = 0;
        }
 
-      if (flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+      if (maybe_next && (flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
        {
          bi = next;
          goto next_in_chain;
@@ -915,13 +1026,18 @@ vlib_buffer_free_from_ring_no_next (vlib_main_t * vm, u32 * ring, u32 start,
 int vlib_buffer_add_data (vlib_main_t * vm, u32 * buffer_index, void *data,
                          u32 n_data_bytes);
 
+/* Define vlib_buffer and vnet_buffer flags bits preserved for copy/clone */
+#define VLIB_BUFFER_COPY_CLONE_FLAGS_MASK                      \
+  (VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID | \
+   VLIB_BUFFER_IS_TRACED | ~VLIB_BUFFER_FLAGS_ALL)
+
 /* duplicate all buffers in chain */
 always_inline vlib_buffer_t *
 vlib_buffer_copy (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
 {
   vlib_buffer_t *s, *d, *fd;
   uword n_alloc, n_buffers = 1;
-  u32 flag_mask = VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT | VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
+  u32 flag_mask = VLIB_BUFFER_COPY_CLONE_FLAGS_MASK;
   int i;
 
   s = b;
@@ -948,6 +1064,7 @@ vlib_buffer_copy (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
   d->current_data = s->current_data;
   d->current_length = s->current_length;
   d->flags = s->flags & flag_mask;
+  d->trace_handle = s->trace_handle;
   d->total_length_not_including_first_buffer =
     s->total_length_not_including_first_buffer;
   clib_memcpy_fast (d->opaque, s->opaque, sizeof (s->opaque));
@@ -973,6 +1090,52 @@ vlib_buffer_copy (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
   return fd;
 }
 
+/* duplicate first buffer in chain */
+always_inline vlib_buffer_t *
+vlib_buffer_copy_no_chain (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, u32 * di)
+{
+  vlib_buffer_t *d;
+
+  if ((vlib_buffer_alloc (vm, di, 1)) != 1)
+    return 0;
+
+  d = vlib_get_buffer (vm, *di);
+  /* 1st segment */
+  d->current_data = b->current_data;
+  d->current_length = b->current_length;
+  clib_memcpy_fast (d->opaque, b->opaque, sizeof (b->opaque));
+  clib_memcpy_fast (d->opaque2, b->opaque2, sizeof (b->opaque2));
+  clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (d),
+                   vlib_buffer_get_current (b), b->current_length);
+
+  return d;
+}
+
+/*  \brief Move packet from current position to offset position in buffer.
+    Only work for small packet using one buffer with room to fit the move
+    @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
+    @param b -  (vlib_buffer_t *) pointer to buffer
+    @param offset - (i16) position to move the packet in buffer
+ */
+always_inline void
+vlib_buffer_move (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b, i16 offset)
+{
+  ASSERT ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0);
+  ASSERT (offset + VLIB_BUFFER_PRE_DATA_SIZE >= 0);
+  ASSERT (offset + b->current_length <
+         vlib_buffer_get_default_data_size (vm));
+
+  u8 *source = vlib_buffer_get_current (b);
+  b->current_data = offset;
+  u8 *destination = vlib_buffer_get_current (b);
+  u16 length = b->current_length;
+
+  if (source + length <= destination)  /* no overlap */
+    clib_memcpy_fast (destination, source, length);
+  else
+    memmove (destination, source, length);
+}
+
 /** \brief Create a maximum of 256 clones of buffer and store them
     in the supplied array
 
@@ -982,12 +1145,14 @@ vlib_buffer_copy (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
     @param n_buffers - (u16) number of buffer clones requested (<=256)
     @param head_end_offset - (u16) offset relative to current position
            where packet head ends
+    @param offset - (i16) copy packet head at current position if 0,
+           else at offset position to change headroom space as specified
     @return - (u16) number of buffers actually cloned, may be
     less than the number requested or zero
 */
 always_inline u16
 vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
-                      u16 n_buffers, u16 head_end_offset)
+                      u16 n_buffers, u16 head_end_offset, i16 offset)
 {
   u16 i;
   vlib_buffer_t *s = vlib_get_buffer (vm, src_buffer);
@@ -995,10 +1160,16 @@ vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
   ASSERT (s->ref_count == 1);
   ASSERT (n_buffers);
   ASSERT (n_buffers <= 256);
+  ASSERT (offset + VLIB_BUFFER_PRE_DATA_SIZE >= 0);
+  ASSERT ((offset + head_end_offset) <
+         vlib_buffer_get_default_data_size (vm));
 
   if (s->current_length <= head_end_offset + CLIB_CACHE_LINE_BYTES * 2)
     {
       buffers[0] = src_buffer;
+      if (offset)
+       vlib_buffer_move (vm, s, offset);
+
       for (i = 1; i < n_buffers; i++)
        {
          vlib_buffer_t *d;
@@ -1011,7 +1182,7 @@ vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
       return n_buffers;
     }
 
-  if (PREDICT_FALSE (n_buffers == 1))
+  if (PREDICT_FALSE ((n_buffers == 1) && (offset == 0)))
     {
       buffers[0] = src_buffer;
       return 1;
@@ -1023,7 +1194,11 @@ vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
   for (i = 0; i < n_buffers; i++)
     {
       vlib_buffer_t *d = vlib_get_buffer (vm, buffers[i]);
-      d->current_data = s->current_data;
+      if (offset)
+       d->current_data = offset;
+      else
+       d->current_data = s->current_data;
+
       d->current_length = head_end_offset;
       ASSERT (d->buffer_pool_index == s->buffer_pool_index);
 
@@ -1034,8 +1209,9 @@ vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
          d->total_length_not_including_first_buffer +=
            s->total_length_not_including_first_buffer;
        }
-      d->flags = s->flags | VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
-      d->flags &= ~VLIB_BUFFER_EXT_HDR_VALID;
+      d->flags = (s->flags & VLIB_BUFFER_COPY_CLONE_FLAGS_MASK) |
+       VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
+      d->trace_handle = s->trace_handle;
       clib_memcpy_fast (d->opaque, s->opaque, sizeof (s->opaque));
       clib_memcpy_fast (d->opaque2, s->opaque2, sizeof (s->opaque2));
       clib_memcpy_fast (vlib_buffer_get_current (d),
@@ -1043,11 +1219,11 @@ vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
       d->next_buffer = src_buffer;
     }
   vlib_buffer_advance (s, head_end_offset);
-  s->ref_count = n_buffers;
+  s->ref_count = n_buffers ? n_buffers : s->ref_count;
   while (s->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
     {
       s = vlib_get_buffer (vm, s->next_buffer);
-      s->ref_count = n_buffers;
+      s->ref_count = n_buffers ? n_buffers : s->ref_count;
     }
 
   return n_buffers;
@@ -1062,12 +1238,14 @@ vlib_buffer_clone_256 (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
     @param n_buffers - (u16) number of buffer clones requested (<=256)
     @param head_end_offset - (u16) offset relative to current position
            where packet head ends
+    @param offset - (i16) copy packet head at current position if 0,
+           else at offset position to change headroom space as specified
     @return - (u16) number of buffers actually cloned, may be
     less than the number requested or zero
 */
 always_inline u16
-vlib_buffer_clone (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
-                  u16 n_buffers, u16 head_end_offset)
+vlib_buffer_clone_at_offset (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
+                            u16 n_buffers, u16 head_end_offset, i16 offset)
 {
   vlib_buffer_t *s = vlib_get_buffer (vm, src_buffer);
   u16 n_cloned = 0;
@@ -1079,16 +1257,36 @@ vlib_buffer_clone (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
       n_cloned += vlib_buffer_clone_256 (vm,
                                         vlib_get_buffer_index (vm, copy),
                                         (buffers + n_cloned),
-                                        256, head_end_offset);
+                                        256, head_end_offset, offset);
       n_buffers -= 256;
     }
   n_cloned += vlib_buffer_clone_256 (vm, src_buffer,
                                     buffers + n_cloned,
-                                    n_buffers, head_end_offset);
+                                    n_buffers, head_end_offset, offset);
 
   return n_cloned;
 }
 
+/** \brief Create multiple clones of buffer and store them
+    in the supplied array
+
+    @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
+    @param src_buffer - (u32) source buffer index
+    @param buffers - (u32 * ) buffer index array
+    @param n_buffers - (u16) number of buffer clones requested (<=256)
+    @param head_end_offset - (u16) offset relative to current position
+           where packet head ends
+    @return - (u16) number of buffers actually cloned, may be
+    less than the number requested or zero
+*/
+always_inline u16
+vlib_buffer_clone (vlib_main_t * vm, u32 src_buffer, u32 * buffers,
+                  u16 n_buffers, u16 head_end_offset)
+{
+  return vlib_buffer_clone_at_offset (vm, src_buffer, buffers, n_buffers,
+                                     head_end_offset, 0);
+}
+
 /** \brief Attach cloned tail to the buffer
 
     @param vm - (vlib_main_t *) vlib main data structure pointer
@@ -1164,7 +1362,7 @@ vlib_buffer_chain_append_data (vlib_main_t * vm,
                               vlib_buffer_t * first,
                               vlib_buffer_t * last, void *data, u16 data_len)
 {
-  u32 n_buffer_bytes = VLIB_BUFFER_DATA_SIZE;
+  u32 n_buffer_bytes = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
   ASSERT (n_buffer_bytes >= last->current_length + last->current_data);
   u16 len = clib_min (data_len,
                      n_buffer_bytes - last->current_length -
@@ -1188,7 +1386,7 @@ vlib_buffer_chain_append_data_with_alloc (vlib_main_t * vm,
 void vlib_buffer_chain_validate (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * first);
 
 format_function_t format_vlib_buffer, format_vlib_buffer_and_data,
-  format_vlib_buffer_contents;
+  format_vlib_buffer_contents, format_vlib_buffer_no_chain;
 
 typedef struct
 {
@@ -1218,122 +1416,147 @@ vlib_packet_template_free (vlib_main_t * vm, vlib_packet_template_t * t)
   vec_free (t->packet_data);
 }
 
-/**
- * @brief compress buffer chain in a way where the first buffer is at least
- * VLIB_BUFFER_CLONE_HEAD_SIZE long
- *
- * @param[in] vm - vlib_main
- * @param[in,out] first - first buffer in chain
- * @param[in,out] discard_vector - vector of buffer indexes which were removed
- * from the chain
- */
-always_inline void
-vlib_buffer_chain_compress (vlib_main_t * vm,
-                           vlib_buffer_t * first, u32 ** discard_vector)
+always_inline u32
+vlib_buffer_space_left_at_end (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
 {
-  if (first->current_length >= VLIB_BUFFER_CLONE_HEAD_SIZE ||
-      !(first->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT))
+  return b->data + vlib_buffer_get_default_data_size (vm) -
+    ((u8 *) vlib_buffer_get_current (b) + b->current_length);
+}
+
+always_inline u32
+vlib_buffer_chain_linearize (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * b)
+{
+  vlib_buffer_t *db = b, *sb, *first = b;
+  int is_cloned = 0;
+  u32 bytes_left = 0, data_size;
+  u16 src_left, dst_left, n_buffers = 1;
+  u8 *dp, *sp;
+  u32 to_free = 0;
+
+  if (PREDICT_TRUE ((b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) == 0))
+    return 1;
+
+  data_size = vlib_buffer_get_default_data_size (vm);
+
+  dst_left = vlib_buffer_space_left_at_end (vm, b);
+
+  while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
     {
-      /* this is already big enough or not a chain */
-      return;
+      b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
+      if (b->ref_count > 1)
+       is_cloned = 1;
+      bytes_left += b->current_length;
+      n_buffers++;
     }
 
-  u32 want_first_size = clib_min (VLIB_BUFFER_CLONE_HEAD_SIZE,
-                                 VLIB_BUFFER_DATA_SIZE -
-                                 first->current_data);
-  do
+  /* if buffer is cloned, create completely new chain - unless everything fits
+   * into one buffer */
+  if (is_cloned && bytes_left >= dst_left)
     {
-      vlib_buffer_t *second = vlib_get_buffer (vm, first->next_buffer);
-      u32 need = want_first_size - first->current_length;
-      u32 amount_to_copy = clib_min (need, second->current_length);
-      clib_memcpy_fast (((u8 *) vlib_buffer_get_current (first)) +
-                       first->current_length,
-                       vlib_buffer_get_current (second), amount_to_copy);
-      first->current_length += amount_to_copy;
-      second->current_data += amount_to_copy;
-      second->current_length -= amount_to_copy;
-      if (first->flags & VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID)
+      u32 len = 0;
+      u32 space_needed = bytes_left - dst_left;
+      u32 tail;
+
+      if (vlib_buffer_alloc (vm, &tail, 1) == 0)
+       return 0;
+
+      ++n_buffers;
+      len += data_size;
+      b = vlib_get_buffer (vm, tail);
+
+      while (len < space_needed)
        {
-         first->total_length_not_including_first_buffer -= amount_to_copy;
+         u32 bi;
+         if (vlib_buffer_alloc (vm, &bi, 1) == 0)
+           {
+             vlib_buffer_free_one (vm, tail);
+             return 0;
+           }
+         b->flags = VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
+         b->next_buffer = bi;
+         b = vlib_get_buffer (vm, bi);
+         len += data_size;
+         n_buffers++;
        }
-      if (!second->current_length)
+      sb = vlib_get_buffer (vm, first->next_buffer);
+      to_free = first->next_buffer;
+      first->next_buffer = tail;
+    }
+  else
+    sb = vlib_get_buffer (vm, first->next_buffer);
+
+  src_left = sb->current_length;
+  sp = vlib_buffer_get_current (sb);
+  dp = vlib_buffer_get_tail (db);
+
+  while (bytes_left)
+    {
+      u16 bytes_to_copy;
+
+      if (dst_left == 0)
        {
-         vec_add1 (*discard_vector, first->next_buffer);
-         if (second->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+         db->current_length = dp - (u8 *) vlib_buffer_get_current (db);
+         ASSERT (db->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT);
+         db = vlib_get_buffer (vm, db->next_buffer);
+         dst_left = data_size;
+         if (db->current_data > 0)
            {
-             first->next_buffer = second->next_buffer;
+             db->current_data = 0;
            }
          else
            {
-             first->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
+             dst_left += -db->current_data;
            }
-         second->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
+         dp = vlib_buffer_get_current (db);
        }
-    }
-  while ((first->current_length < want_first_size) &&
-        (first->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT));
-}
 
-/**
- * @brief linearize buffer chain - the first buffer is filled, if needed,
- * buffers are allocated and filled, returns free space in last buffer or
- * negative on failure
- *
- * @param[in] vm - vlib_main
- * @param[in,out] first - first buffer in chain
- */
-always_inline int
-vlib_buffer_chain_linearize (vlib_main_t * vm, vlib_buffer_t * first)
-{
-  vlib_buffer_t *b = first;
-  u32 buf_len = VLIB_BUFFER_DATA_SIZE;
-  // free buffer chain starting from the second buffer
-  int free_count = (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT) != 0;
-  u32 chain_to_free = b->next_buffer;
-
-  u32 len = vlib_buffer_length_in_chain (vm, b);
-  u32 free_len = buf_len - b->current_data - b->current_length;
-  int alloc_len = clib_max (len - free_len, 0);        //use the free len in the first buffer
-  int n_buffers = (alloc_len + buf_len - 1) / buf_len;
-  u32 new_buffers[n_buffers];
+      while (src_left == 0)
+       {
+         ASSERT (sb->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT);
+         sb = vlib_get_buffer (vm, sb->next_buffer);
+         src_left = sb->current_length;
+         sp = vlib_buffer_get_current (sb);
+       }
 
-  u32 n_alloc = vlib_buffer_alloc (vm, new_buffers, n_buffers);
-  if (n_alloc != n_buffers)
-    {
-      vlib_buffer_free_no_next (vm, new_buffers, n_alloc);
-      return -1;
+      bytes_to_copy = clib_min (dst_left, src_left);
+
+      if (dp != sp)
+       {
+         if (sb == db)
+           bytes_to_copy = clib_min (bytes_to_copy, sp - dp);
+
+         clib_memcpy_fast (dp, sp, bytes_to_copy);
+       }
+
+      src_left -= bytes_to_copy;
+      dst_left -= bytes_to_copy;
+      dp += bytes_to_copy;
+      sp += bytes_to_copy;
+      bytes_left -= bytes_to_copy;
     }
+  if (db != first)
+    db->current_data = 0;
+  db->current_length = dp - (u8 *) vlib_buffer_get_current (db);
 
-  vlib_buffer_t *s = b;
-  while (s->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+  if (is_cloned && to_free)
+    vlib_buffer_free_one (vm, to_free);
+  else
     {
-      s = vlib_get_buffer (vm, s->next_buffer);
-      int d_free_len = buf_len - b->current_data - b->current_length;
-      ASSERT (d_free_len >= 0);
-      // chain buf and split write
-      u32 copy_len = clib_min (d_free_len, s->current_length);
-      u8 *d = vlib_buffer_put_uninit (b, copy_len);
-      clib_memcpy (d, vlib_buffer_get_current (s), copy_len);
-      int rest = s->current_length - copy_len;
-      if (rest > 0)
+      if (db->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
+       vlib_buffer_free_one (vm, db->next_buffer);
+      db->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
+      b = first;
+      n_buffers = 1;
+      while (b->flags & VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT)
        {
-         //prev buf is full
-         ASSERT (vlib_buffer_get_tail (b) == b->data + buf_len);
-         ASSERT (n_buffers > 0);
-         b = vlib_buffer_chain_buffer (vm, b, new_buffers[--n_buffers]);
-         //make full use of the new buffers
-         b->current_data = 0;
-         d = vlib_buffer_put_uninit (b, rest);
-         clib_memcpy (d, vlib_buffer_get_current (s) + copy_len, rest);
+         b = vlib_get_buffer (vm, b->next_buffer);
+         ++n_buffers;
        }
     }
-  vlib_buffer_free (vm, &chain_to_free, free_count);
-  b->flags &= ~VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
-  if (b == first)              /* no buffers addeed */
-    b->flags &= ~VLIB_BUFFER_NEXT_PRESENT;
-  ASSERT (len == vlib_buffer_length_in_chain (vm, first));
-  ASSERT (n_buffers == 0);
-  return buf_len - b->current_data - b->current_length;
+
+  first->flags &= ~VLIB_BUFFER_TOTAL_LENGTH_VALID;
+
+  return n_buffers;
 }
 
 #endif /* included_vlib_buffer_funcs_h */