10e28bbbdf6a556985e0f72547944184b4816759
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright 2014 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MBUF_H_
7 #define _RTE_MBUF_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mbuf
12  *
13  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
14  * that may be used by the RTE application to store message
15  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
16  * RTE mempool library.
17  *
18  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
19  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
20  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
21  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
22  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
23  * details.
24  *
25  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
26  * used to carry network packets.
27  *
28  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
29  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
30  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
31  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
32  */
33
34 #include <stdint.h>
35 #include <rte_compat.h>
36 #include <rte_common.h>
37 #include <rte_config.h>
38 #include <rte_mempool.h>
39 #include <rte_memory.h>
40 #include <rte_atomic.h>
41 #include <rte_prefetch.h>
42 #include <rte_branch_prediction.h>
43 #include <rte_mbuf_ptype.h>
44
45 #ifdef __cplusplus
46 extern "C" {
47 #endif
48
49 /*
50  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
51  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
52  *
53  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
54  *   flags.
55  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
56  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
57  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
58  *   downwards, not upwards.
59  *
60  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
61  * rte_get_tx_ol_flag_name().
62  */
63
64 /**
65  * The RX packet is a 802.1q VLAN packet, and the tci has been
66  * saved in in mbuf->vlan_tci.
67  * If the flag PKT_RX_VLAN_STRIPPED is also present, the VLAN
68  * header has been stripped from mbuf data, else it is still
69  * present.
70  */
71 #define PKT_RX_VLAN          (1ULL << 0)
72
73 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
74 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
75
76 /**
77  * Deprecated.
78  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
79  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
80  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
81  * wrong by the hardware.
82  */
83 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
84
85 /**
86  * Deprecated.
87  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
88  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
89  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
90  * wrong by the hardware.
91  */
92 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
93
94 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
95
96 /**
97  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
98  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
99  * in the RX configuration of the PMD.
100  * When PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set, PKT_RX_VLAN must also be set.
101  */
102 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
103
104 /**
105  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
106  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
107  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
108  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
109  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
110  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
111  */
112 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
113
114 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
115 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
116 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
117 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
118
119 /**
120  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
121  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
122  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
123  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
124  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
125  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
126  */
127 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
128
129 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
130 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
131 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
132 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
133
134 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
135 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
136 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
137 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
138
139 /**
140  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
141  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
142  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
143  * configuration of the PMD.
144  * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
145  * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) must also be set.
146  */
147 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
148
149 /**
150  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
151  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
152  * valid and is set to the segment size of original packets.
153  */
154 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
155
156 /**
157  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
158  */
159 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
160
161 /**
162  * Indicate that security offload processing was applied on the RX packet.
163  */
164 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 18)
165
166 /**
167  * Indicate that security offload processing failed on the RX packet.
168  */
169 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD_FAILED       (1ULL << 19)
170
171 /**
172  * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
173  * saved in in mbuf->vlan_tci_outer. If PKT_RX_QINQ set, PKT_RX_VLAN
174  * also should be set and inner tci should be saved to mbuf->vlan_tci.
175  * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
176  * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
177  * present.
178  */
179 #define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
180
181 /**
182  * Mask of bits used to determine the status of outer RX L4 checksum.
183  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN: no info about the outer RX L4 checksum
184  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD: the outer L4 checksum in the packet is wrong
185  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD: the outer L4 checksum in the packet is valid
186  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID: invalid outer L4 checksum state.
187  *
188  * The detection of PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD shall be based on the given
189  * HW capability, At minimum, the PMD should support
190  * PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN and PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD states
191  * if the DEV_RX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload is available.
192  */
193 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_MASK      ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
194
195 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN   0
196 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD       (1ULL << 21)
197 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD      (1ULL << 22)
198 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID   ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
199
200 /* add new RX flags here */
201
202 /* add new TX flags here */
203
204 /**
205  * Indicate that the metadata field in the mbuf is in use.
206  */
207 #define PKT_TX_METADATA (1ULL << 40)
208
209 /**
210  * Outer UDP checksum offload flag. This flag is used for enabling
211  * outer UDP checksum in PMD. To use outer UDP checksum, the user needs to
212  * 1) Enable the following in mbuff,
213  * a) Fill outer_l2_len and outer_l3_len in mbuf.
214  * b) Set the PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM flag.
215  * c) Set the PKT_TX_OUTER_IPV4 or PKT_TX_OUTER_IPV6 flag.
216  * 2) Configure DEV_TX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload flag.
217  */
218 #define PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM     (1ULL << 41)
219
220 /**
221  * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
222  * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
223  * to store the MSS of UDP fragments.
224  */
225 #define PKT_TX_UDP_SEG  (1ULL << 42)
226
227 /**
228  * Request security offload processing on the TX packet.
229  */
230 #define PKT_TX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 43)
231
232 /**
233  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
234  * this offload feature for a packet to be transmitted.
235  */
236 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
237
238 /**
239  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
240  * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
241  * of tunnel packets.
242  * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
243  * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
244  * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
245  */
246 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
247 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
248 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
249 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
250 /** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
251 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
252 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
253 /**
254  * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
255  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
256  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
257  * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
258  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
259  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
260  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
261  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
262  * or checksum are not expected to be updated.
263  */
264 #define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
265 /**
266  * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
267  * UDP tunnel type implies outer IP layer.
268  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
269  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
270  * if possible.
271  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
272  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
273  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
274  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
275  * or checksum are not expected to be updated.
276  */
277 #define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 45)
278 /* add new TX TUNNEL type here */
279 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
280
281 /**
282  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
283  */
284 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
285 /* this old name is deprecated */
286 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
287
288 /**
289  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
290  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
291  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
292  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
293  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
294  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
295  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
296  */
297 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
298
299 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
300
301 /**
302  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
303  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
304  * L4 checksum offload, the user needs to:
305  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
306  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
307  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
308  */
309 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
310 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
311 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
312 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
313 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
314
315 /**
316  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
317  * also be set by the application, although a PMD will only check
318  * PKT_TX_IP_CKSUM.
319  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
320  */
321 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
322
323 /**
324  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
325  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
326  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
327  * the inner headers.
328  */
329 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
330
331 /**
332  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
333  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
334  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
335  * the inner headers.
336  */
337 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
338
339 /**
340  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
341  */
342 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
343 /* this old name is deprecated */
344 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
345
346 /**
347  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
348  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
349  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
350  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
351  */
352 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
353
354 /**
355  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
356  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
357  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
358  */
359 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
360
361 /**
362  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
363  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
364  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
365  */
366 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
367
368 /**
369  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
370  * which can be set for packet.
371  */
372 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
373                 PKT_TX_OUTER_IPV6 |      \
374                 PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
375                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
376                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
377                 PKT_TX_IPV6 |            \
378                 PKT_TX_IPV4 |            \
379                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
380                 PKT_TX_L4_MASK |         \
381                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
382                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
383                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
384                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
385                 PKT_TX_MACSEC |          \
386                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD |     \
387                 PKT_TX_UDP_SEG |         \
388                 PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM | \
389                 PKT_TX_METADATA)
390
391 /**
392  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
393  */
394 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
395
396 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
397
398 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
399 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
400
401 /**
402  * Get the name of a RX offload flag
403  *
404  * @param mask
405  *   The mask describing the flag.
406  * @return
407  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
408  */
409 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
410
411 /**
412  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
413  *
414  * @param mask
415  *   The mask describing the RX flags.
416  * @param buf
417  *   The output buffer.
418  * @param buflen
419  *   The length of the buffer.
420  * @return
421  *   0 on success, (-1) on error.
422  */
423 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
424
425 /**
426  * Get the name of a TX offload flag
427  *
428  * @param mask
429  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
430  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
431  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
432  * @return
433  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
434  */
435 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
436
437 /**
438  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
439  *
440  * @param mask
441  *   The mask describing the TX flags.
442  * @param buf
443  *   The output buffer.
444  * @param buflen
445  *   The length of the buffer.
446  * @return
447  *   0 on success, (-1) on error.
448  */
449 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
450
451 /**
452  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
453  * splitting it into multiple segments.
454  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
455  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
456  */
457 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
458 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
459         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
460
461 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
462  * mbuf */
463 __extension__
464 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
465 __extension__
466 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
467 __extension__
468 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
469                                * with a single assignment */
470
471 struct rte_mbuf_sched {
472         uint32_t queue_id;   /**< Queue ID. */
473         uint8_t traffic_class;
474         /**< Traffic class ID. Traffic class 0
475          * is the highest priority traffic class.
476          */
477         uint8_t color;
478         /**< Color. @see enum rte_color.*/
479         uint16_t reserved;   /**< Reserved. */
480 }; /**< Hierarchical scheduler */
481
482 /**
483  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
484  */
485 struct rte_mbuf {
486         MARKER cacheline0;
487
488         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
489         /**
490          * Physical address of segment buffer.
491          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
492          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
493          * working on vector drivers easier.
494          */
495         RTE_STD_C11
496         union {
497                 rte_iova_t buf_iova;
498                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
499         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
500
501         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
502         MARKER64 rearm_data;
503         uint16_t data_off;
504
505         /**
506          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
507          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
508          * It should only be accessed using the following functions:
509          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
510          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
511          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
512          * config option.
513          */
514         RTE_STD_C11
515         union {
516                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
517                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
518         };
519         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
520
521         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
522          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
523          */
524         uint16_t port;
525
526         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
527
528         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
529         MARKER rx_descriptor_fields1;
530
531         /*
532          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
533          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
534          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
535          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
536          * vlan is stripped from the data.
537          */
538         RTE_STD_C11
539         union {
540                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
541                 struct {
542                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
543                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
544                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
545                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
546                         RTE_STD_C11
547                         union {
548                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
549                                 /**< ESP next protocol type, valid if
550                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
551                                  * on both Tx and Rx.
552                                  */
553                                 __extension__
554                                 struct {
555                                         uint8_t inner_l2_type:4;
556                                         /**< Inner L2 type. */
557                                         uint8_t inner_l3_type:4;
558                                         /**< Inner L3 type. */
559                                 };
560                         };
561                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
562                 };
563         };
564
565         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
566         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
567         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
568         uint16_t vlan_tci;
569
570         RTE_STD_C11
571         union {
572                 union {
573                         uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
574                         struct {
575                                 union {
576                                         struct {
577                                                 uint16_t hash;
578                                                 uint16_t id;
579                                         };
580                                         uint32_t lo;
581                                         /**< Second 4 flexible bytes */
582                                 };
583                                 uint32_t hi;
584                                 /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent
585                                  * on PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags.
586                                  */
587                         } fdir; /**< Filter identifier if FDIR enabled */
588                         struct rte_mbuf_sched sched;
589                         /**< Hierarchical scheduler : 8 bytes */
590                         struct {
591                                 uint32_t reserved1;
592                                 uint16_t reserved2;
593                                 uint16_t txq;
594                                 /**< The event eth Tx adapter uses this field
595                                  * to store Tx queue id.
596                                  * @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
597                                  */
598                         } txadapter; /**< Eventdev ethdev Tx adapter */
599                         /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
600                         uint32_t usr;
601                 } hash;                   /**< hash information */
602                 struct {
603                         /**
604                          * Application specific metadata value
605                          * for egress flow rule match.
606                          * Valid if PKT_TX_METADATA is set.
607                          * Located here to allow conjunct use
608                          * with hash.sched.hi.
609                          */
610                         uint32_t tx_metadata;
611                         uint32_t reserved;
612                 };
613         };
614
615         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
616         uint16_t vlan_tci_outer;
617
618         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
619
620         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
621          * are not normalized but are always the same for a given port.
622          */
623         uint64_t timestamp;
624
625         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
626         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
627
628         RTE_STD_C11
629         union {
630                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
631                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
632         };
633
634         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
635         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
636
637         /* fields to support TX offloads */
638         RTE_STD_C11
639         union {
640                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
641                 __extension__
642                 struct {
643                         uint64_t l2_len:7;
644                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
645                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
646                          */
647                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
648                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
649                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
650
651                         /* fields for TX offloading of tunnels */
652                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
653                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
654
655                         /* uint64_t unused:8; */
656                 };
657         };
658
659         /** Size of the application private data. In case of an indirect
660          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
661         uint16_t priv_size;
662
663         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
664         uint16_t timesync;
665
666         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
667         uint32_t seqn;
668
669         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
670          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
671          */
672         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
673
674 } __rte_cache_aligned;
675
676 /**
677  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
678  */
679 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
680
681 /**
682  * Shared data at the end of an external buffer.
683  */
684 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
685         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
686         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
687         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
688 };
689
690 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
691 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
692
693 /**
694  * Prefetch the first part of the mbuf
695  *
696  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
697  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
698  * 64B, the second part will also be prefetched.
699  *
700  * @param m
701  *   The pointer to the mbuf.
702  */
703 static inline void
704 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
705 {
706         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
707 }
708
709 /**
710  * Prefetch the second part of the mbuf
711  *
712  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
713  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
714  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
715  * already in cache.
716  *
717  * @param m
718  *   The pointer to the mbuf.
719  */
720 static inline void
721 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
722 {
723 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
724         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
725 #else
726         RTE_SET_USED(m);
727 #endif
728 }
729
730
731 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
732
733 /**
734  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
735  *
736  * @param mb
737  *   The pointer to the mbuf.
738  * @return
739  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
740  */
741 static inline rte_iova_t
742 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
743 {
744         return mb->buf_iova + mb->data_off;
745 }
746
747 __rte_deprecated
748 static inline phys_addr_t
749 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
750 {
751         return rte_mbuf_data_iova(mb);
752 }
753
754 /**
755  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
756  *
757  * This function is used by drivers in their receive function, as it
758  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
759  * the default headroom in account.
760  *
761  * @param mb
762  *   The pointer to the mbuf.
763  * @return
764  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
765  */
766 static inline rte_iova_t
767 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
768 {
769         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
770 }
771
772 __rte_deprecated
773 static inline phys_addr_t
774 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
775 {
776         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
777 }
778
779 /**
780  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
781  *
782  * @param mi
783  *   The pointer to the indirect mbuf.
784  * @return
785  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
786  */
787 static inline struct rte_mbuf *
788 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
789 {
790         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
791 }
792
793 /**
794  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
795  *
796  * @param md
797  *   The pointer to the mbuf.
798  * @return
799  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
800  */
801 static inline char *
802 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
803 {
804         char *buffer_addr;
805         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
806         return buffer_addr;
807 }
808
809 /**
810  * Return the starting address of the private data area embedded in
811  * the given mbuf.
812  *
813  * Note that no check is made to ensure that a private data area
814  * actually exists in the supplied mbuf.
815  *
816  * @param m
817  *   The pointer to the mbuf.
818  * @return
819  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
820  */
821 static inline void * __rte_experimental
822 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
823 {
824         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
825 }
826
827 /**
828  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
829  * otherwise.
830  *
831  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
832  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
833  */
834 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
835
836 /**
837  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
838  *
839  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
840  */
841 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
842
843 /**
844  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
845  *
846  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
847  * can be defined as a direct mbuf.
848  */
849 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
850         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
851
852 /**
853  * Private data in case of pktmbuf pool.
854  *
855  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
856  * appended after the mempool structure (in private data).
857  */
858 struct rte_pktmbuf_pool_private {
859         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
860         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
861 };
862
863 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
864
865 /**  check mbuf type in debug mode */
866 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
867
868 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
869
870 /**  check mbuf type in debug mode */
871 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
872
873 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
874
875 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
876
877 /**
878  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
879  * @param m
880  *   Mbuf to read
881  * @return
882  *   Reference count number.
883  */
884 static inline uint16_t
885 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
886 {
887         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
888 }
889
890 /**
891  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
892  * @param m
893  *   Mbuf to update
894  * @param new_value
895  *   Value set
896  */
897 static inline void
898 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
899 {
900         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
901 }
902
903 /* internal */
904 static inline uint16_t
905 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
906 {
907         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
908 }
909
910 /**
911  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
912  * @param m
913  *   Mbuf to update
914  * @param value
915  *   Value to add/subtract
916  * @return
917  *   Updated value
918  */
919 static inline uint16_t
920 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
921 {
922         /*
923          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
924          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
925          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
926          * operation has to be used because concurrent accesses on the
927          * reference counter can occur.
928          */
929         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
930                 ++value;
931                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
932                 return (uint16_t)value;
933         }
934
935         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
936 }
937
938 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
939
940 /* internal */
941 static inline uint16_t
942 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
943 {
944         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
945         return m->refcnt;
946 }
947
948 /**
949  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
950  */
951 static inline uint16_t
952 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
953 {
954         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
955 }
956
957 /**
958  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
959  */
960 static inline uint16_t
961 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
962 {
963         return m->refcnt;
964 }
965
966 /**
967  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
968  */
969 static inline void
970 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
971 {
972         m->refcnt = new_value;
973 }
974
975 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
976
977 /**
978  * Reads the refcnt of an external buffer.
979  *
980  * @param shinfo
981  *   Shared data of the external buffer.
982  * @return
983  *   Reference count number.
984  */
985 static inline uint16_t
986 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
987 {
988         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
989 }
990
991 /**
992  * Set refcnt of an external buffer.
993  *
994  * @param shinfo
995  *   Shared data of the external buffer.
996  * @param new_value
997  *   Value set
998  */
999 static inline void
1000 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1001         uint16_t new_value)
1002 {
1003         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
1004 }
1005
1006 /**
1007  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
1008  * value.
1009  *
1010  * @param shinfo
1011  *   Shared data of the external buffer.
1012  * @param value
1013  *   Value to add/subtract
1014  * @return
1015  *   Updated value
1016  */
1017 static inline uint16_t
1018 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1019         int16_t value)
1020 {
1021         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
1022                 ++value;
1023                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
1024                 return (uint16_t)value;
1025         }
1026
1027         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
1028 }
1029
1030 /** Mbuf prefetch */
1031 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1032         if ((m) != NULL)                        \
1033                 rte_prefetch0(m);               \
1034 } while (0)
1035
1036
1037 /**
1038  * Sanity checks on an mbuf.
1039  *
1040  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1041  * panic if corruption is detected.
1042  *
1043  * @param m
1044  *   The mbuf to be checked.
1045  * @param is_header
1046  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1047  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1048  */
1049 void
1050 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1051
1052 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
1053         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
1054         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
1055         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
1056         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
1057 } while (0)
1058
1059 /**
1060  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
1061  *
1062  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1063  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1064  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1065  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1066  *
1067  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1068  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1069  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1070  * by the caller.
1071  *
1072  * @param mp
1073  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1074  * @return
1075  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1076  *   - NULL if allocation failed.
1077  */
1078 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1079 {
1080         struct rte_mbuf *m;
1081
1082         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1083                 return NULL;
1084         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1085         return m;
1086 }
1087
1088 /**
1089  * Put mbuf back into its original mempool.
1090  *
1091  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1092  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1093  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1094  *
1095  * This function should be used with care, when optimization is
1096  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1097  * rte_pktmbuf_free_seg().
1098  *
1099  * @param m
1100  *   The mbuf to be freed.
1101  */
1102 static __rte_always_inline void
1103 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1104 {
1105         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1106         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1107         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1108         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1109         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1110         rte_mempool_put(m->pool, m);
1111 }
1112
1113 /**
1114  * The packet mbuf constructor.
1115  *
1116  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1117  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1118  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1119  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1120  *
1121  * @param mp
1122  *   The mempool from which mbufs originate.
1123  * @param opaque_arg
1124  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1125  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1126  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1127  * @param m
1128  *   The mbuf to initialize.
1129  * @param i
1130  *   The index of the mbuf in the pool table.
1131  */
1132 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1133                       void *m, unsigned i);
1134
1135
1136 /**
1137  * A  packet mbuf pool constructor.
1138  *
1139  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1140  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1141  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1142  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1143  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1144  * provide another packet size.
1145  *
1146  * @param mp
1147  *   The mempool from which mbufs originate.
1148  * @param opaque_arg
1149  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1150  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1151  *   rte_mempool_create().
1152  */
1153 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1154
1155 /**
1156  * Create a mbuf pool.
1157  *
1158  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1159  * a wrapper to rte_mempool functions.
1160  *
1161  * @param name
1162  *   The name of the mbuf pool.
1163  * @param n
1164  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1165  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1166  *   n = (2^q - 1).
1167  * @param cache_size
1168  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1169  *   details.
1170  * @param priv_size
1171  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1172  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1173  * @param data_room_size
1174  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1175  * @param socket_id
1176  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1177  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1178  *   reserved zone.
1179  * @return
1180  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1181  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1182  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1183  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1184  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1185  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1186  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1187  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1188  */
1189 struct rte_mempool *
1190 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1191         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1192         int socket_id);
1193
1194 /**
1195  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1196  *
1197  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1198  * a wrapper to rte_mempool functions.
1199  *
1200  * @param name
1201  *   The name of the mbuf pool.
1202  * @param n
1203  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1204  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1205  *   n = (2^q - 1).
1206  * @param cache_size
1207  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1208  *   details.
1209  * @param priv_size
1210  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1211  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1212  * @param data_room_size
1213  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1214  * @param socket_id
1215  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1216  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1217  *   reserved zone.
1218  * @param ops_name
1219  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1220  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1221  * @return
1222  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1223  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1224  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1225  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1226  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1227  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1228  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1229  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1230  */
1231 struct rte_mempool *
1232 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1233         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1234         int socket_id, const char *ops_name);
1235
1236 /**
1237  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1238  *
1239  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1240  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1241  *
1242  * @param mp
1243  *   The packet mbuf pool.
1244  * @return
1245  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1246  */
1247 static inline uint16_t
1248 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1249 {
1250         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1251
1252         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1253         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1254 }
1255
1256 /**
1257  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1258  *
1259  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1260  * structure and the data buffer where an application can store data
1261  * associated to a packet.
1262  *
1263  * @param mp
1264  *   The packet mbuf pool.
1265  * @return
1266  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1267  */
1268 static inline uint16_t
1269 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1270 {
1271         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1272
1273         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1274         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1275 }
1276
1277 /**
1278  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1279  *
1280  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1281  *
1282  * @param m
1283  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1284  */
1285 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1286 {
1287         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1288                                         (uint16_t)m->buf_len);
1289 }
1290
1291 /**
1292  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1293  *
1294  * The given mbuf must have only one segment.
1295  *
1296  * @param m
1297  *   The packet mbuf to be resetted.
1298  */
1299 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1300
1301 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1302 {
1303         m->next = NULL;
1304         m->pkt_len = 0;
1305         m->tx_offload = 0;
1306         m->vlan_tci = 0;
1307         m->vlan_tci_outer = 0;
1308         m->nb_segs = 1;
1309         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1310
1311         m->ol_flags = 0;
1312         m->packet_type = 0;
1313         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1314
1315         m->data_len = 0;
1316         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1317 }
1318
1319 /**
1320  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1321  *
1322  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1323  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1324  * (if buffer size allows).
1325  *
1326  * @param mp
1327  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1328  * @return
1329  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1330  *   - NULL if allocation failed.
1331  */
1332 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1333 {
1334         struct rte_mbuf *m;
1335         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1336                 rte_pktmbuf_reset(m);
1337         return m;
1338 }
1339
1340 /**
1341  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1342  * values.
1343  *
1344  *  @param pool
1345  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1346  *  @param mbufs
1347  *    Array of pointers to mbufs
1348  *  @param count
1349  *    Array size
1350  *  @return
1351  *   - 0: Success
1352  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1353  */
1354 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1355          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1356 {
1357         unsigned idx = 0;
1358         int rc;
1359
1360         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1361         if (unlikely(rc))
1362                 return rc;
1363
1364         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1365          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1366          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1367          * check if count is zero.
1368          */
1369         switch (count % 4) {
1370         case 0:
1371                 while (idx != count) {
1372                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1373                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1374                         idx++;
1375                         /* fall-through */
1376         case 3:
1377                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1378                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1379                         idx++;
1380                         /* fall-through */
1381         case 2:
1382                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1383                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1384                         idx++;
1385                         /* fall-through */
1386         case 1:
1387                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1388                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1389                         idx++;
1390                         /* fall-through */
1391                 }
1392         }
1393         return 0;
1394 }
1395
1396 /**
1397  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1398  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1399  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1400  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1401  * separately, this should not be called but application has to properly
1402  * initialize the shared data according to its need.
1403  *
1404  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1405  *
1406  * @warning
1407  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1408  * after this initialization. This shall be used for
1409  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1410  *
1411  * @param buf_addr
1412  *   The pointer to the external buffer.
1413  * @param [in,out] buf_len
1414  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1415  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1416  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1417  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1418  * @param free_cb
1419  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1420  *   freed.
1421  * @param fcb_opaque
1422  *   Argument for the free callback function.
1423  *
1424  * @return
1425  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1426  *   otherwise.
1427  */
1428 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1429 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1430         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1431 {
1432         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1433         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1434         void *addr;
1435
1436         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1437                                    sizeof(uintptr_t));
1438         if (addr <= buf_addr)
1439                 return NULL;
1440
1441         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1442         shinfo->free_cb = free_cb;
1443         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1444         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1445
1446         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1447         return shinfo;
1448 }
1449
1450 /**
1451  * Attach an external buffer to a mbuf.
1452  *
1453  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1454  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1455  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1456  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1457  *
1458  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1459  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1460  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1461  *
1462  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1463  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1464  * this API.
1465  *
1466  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1467  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1468  *
1469  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1470  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1471  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1472  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1473  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1474  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1475  *
1476  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1477  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1478  *                                             free_cb, fcb_arg);
1479  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1480  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1481  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1482  *
1483  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1484  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1485  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1486  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1487  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1488  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1489  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1490  *   external buffer is writable.
1491  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1492  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1493  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1494  *
1495  * @warning
1496  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1497  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1498  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1499  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1500  * having external buffer.
1501  *
1502  * @param m
1503  *   The pointer to the mbuf.
1504  * @param buf_addr
1505  *   The pointer to the external buffer.
1506  * @param buf_iova
1507  *   IO address of the external buffer.
1508  * @param buf_len
1509  *   The size of the external buffer.
1510  * @param shinfo
1511  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1512  */
1513 static inline void __rte_experimental
1514 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1515         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1516         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1517 {
1518         /* mbuf should not be read-only */
1519         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1520         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1521
1522         m->buf_addr = buf_addr;
1523         m->buf_iova = buf_iova;
1524         m->buf_len = buf_len;
1525
1526         m->data_len = 0;
1527         m->data_off = 0;
1528
1529         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1530         m->shinfo = shinfo;
1531 }
1532
1533 /**
1534  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1535  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1536  *
1537  * @param m
1538  *   The mbuf having external buffer.
1539  */
1540 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1541
1542 /**
1543  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1544  *
1545  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1546  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1547  * external buffer instead of mbuf indirection.
1548  *
1549  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1550  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1551  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1552  *
1553  * Right now, not supported:
1554  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1555  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1556  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1557  *
1558  * @param mi
1559  *   The indirect packet mbuf.
1560  * @param m
1561  *   The packet mbuf we're attaching to.
1562  */
1563 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1564 {
1565         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1566             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1567
1568         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1569                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1570                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1571                 mi->shinfo = m->shinfo;
1572         } else {
1573                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1574                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1575                 mi->priv_size = m->priv_size;
1576                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1577         }
1578
1579         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1580         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1581         mi->buf_len = m->buf_len;
1582
1583         mi->data_off = m->data_off;
1584         mi->data_len = m->data_len;
1585         mi->port = m->port;
1586         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1587         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1588         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1589         mi->hash = m->hash;
1590
1591         mi->next = NULL;
1592         mi->pkt_len = mi->data_len;
1593         mi->nb_segs = 1;
1594         mi->packet_type = m->packet_type;
1595         mi->timestamp = m->timestamp;
1596
1597         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1598         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1599 }
1600
1601 /**
1602  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1603  *
1604  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1605  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1606  * callback.
1607  */
1608 static inline void
1609 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1610 {
1611         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1612         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1613
1614         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1615                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1616 }
1617
1618 /**
1619  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1620  *
1621  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1622  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1623  */
1624 static inline void
1625 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1626 {
1627         struct rte_mbuf *md;
1628
1629         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_CLONED(m));
1630
1631         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1632
1633         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1634                 md->next = NULL;
1635                 md->nb_segs = 1;
1636                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1637                 rte_mbuf_raw_free(md);
1638         }
1639 }
1640
1641 /**
1642  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1643  *
1644  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1645  *    becomes zero.
1646  *  - restore original mbuf address and length values.
1647  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1648  *
1649  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1650  *
1651  * @param m
1652  *   The indirect attached packet mbuf.
1653  */
1654 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1655 {
1656         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1657         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1658         uint16_t priv_size;
1659
1660         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1661                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1662         else
1663                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1664
1665         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1666         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1667         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1668
1669         m->priv_size = priv_size;
1670         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1671         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1672         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1673         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1674         m->data_len = 0;
1675         m->ol_flags = 0;
1676 }
1677
1678 /**
1679  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1680  *
1681  * This function does the same than a free, except that it does not
1682  * return the segment to its pool.
1683  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1684  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1685  *
1686  * @param m
1687  *   The mbuf to be unlinked
1688  * @return
1689  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1690  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1691  */
1692 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1693 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1694 {
1695         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1696
1697         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1698
1699                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1700                         rte_pktmbuf_detach(m);
1701
1702                 if (m->next != NULL) {
1703                         m->next = NULL;
1704                         m->nb_segs = 1;
1705                 }
1706
1707                 return m;
1708
1709         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1710
1711                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1712                         rte_pktmbuf_detach(m);
1713
1714                 if (m->next != NULL) {
1715                         m->next = NULL;
1716                         m->nb_segs = 1;
1717                 }
1718                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1719
1720                 return m;
1721         }
1722         return NULL;
1723 }
1724
1725 /**
1726  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1727  *
1728  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1729  * buffers.
1730  *
1731  * @param m
1732  *   The packet mbuf segment to be freed.
1733  */
1734 static __rte_always_inline void
1735 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1736 {
1737         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1738         if (likely(m != NULL))
1739                 rte_mbuf_raw_free(m);
1740 }
1741
1742 /**
1743  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1744  *
1745  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1746  * segment is added back into its original mempool.
1747  *
1748  * @param m
1749  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1750  */
1751 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1752 {
1753         struct rte_mbuf *m_next;
1754
1755         if (m != NULL)
1756                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1757
1758         while (m != NULL) {
1759                 m_next = m->next;
1760                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1761                 m = m_next;
1762         }
1763 }
1764
1765 /**
1766  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1767  *
1768  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1769  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1770  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1771  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1772  * from the original packet mbuf.
1773  *
1774  * @param md
1775  *   The packet mbuf to be cloned.
1776  * @param mp
1777  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1778  * @return
1779  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1780  *   - NULL if allocation fails.
1781  */
1782 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1783                 struct rte_mempool *mp)
1784 {
1785         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1786         uint32_t pktlen;
1787         uint16_t nseg;
1788
1789         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1790                 return NULL;
1791
1792         mi = mc;
1793         prev = &mi->next;
1794         pktlen = md->pkt_len;
1795         nseg = 0;
1796
1797         do {
1798                 nseg++;
1799                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1800                 *prev = mi;
1801                 prev = &mi->next;
1802         } while ((md = md->next) != NULL &&
1803             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1804
1805         *prev = NULL;
1806         mc->nb_segs = nseg;
1807         mc->pkt_len = pktlen;
1808
1809         /* Allocation of new indirect segment failed */
1810         if (unlikely (mi == NULL)) {
1811                 rte_pktmbuf_free(mc);
1812                 return NULL;
1813         }
1814
1815         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1816         return mc;
1817 }
1818
1819 /**
1820  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1821  *
1822  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1823  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1824  *
1825  * @param m
1826  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1827  * @param v
1828  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1829  */
1830 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1831 {
1832         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1833
1834         do {
1835                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1836         } while ((m = m->next) != NULL);
1837 }
1838
1839 /**
1840  * Get the headroom in a packet mbuf.
1841  *
1842  * @param m
1843  *   The packet mbuf.
1844  * @return
1845  *   The length of the headroom.
1846  */
1847 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1848 {
1849         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1850         return m->data_off;
1851 }
1852
1853 /**
1854  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1855  *
1856  * @param m
1857  *   The packet mbuf.
1858  * @return
1859  *   The length of the tailroom.
1860  */
1861 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1862 {
1863         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1864         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1865                           m->data_len);
1866 }
1867
1868 /**
1869  * Get the last segment of the packet.
1870  *
1871  * @param m
1872  *   The packet mbuf.
1873  * @return
1874  *   The last segment of the given mbuf.
1875  */
1876 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1877 {
1878         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1879         while (m->next != NULL)
1880                 m = m->next;
1881         return m;
1882 }
1883
1884 /**
1885  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1886  *
1887  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1888  * function, the user must ensure that the first segment is large
1889  * enough to accommodate its data.
1890  *
1891  * @param m
1892  *   The packet mbuf.
1893  * @param o
1894  *   The offset into the mbuf data.
1895  * @param t
1896  *   The type to cast the result into.
1897  */
1898 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1899         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1900
1901 /**
1902  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1903  *
1904  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1905  * function, the user must ensure that the first segment is large
1906  * enough to accommodate its data.
1907  *
1908  * @param m
1909  *   The packet mbuf.
1910  * @param t
1911  *   The type to cast the result into.
1912  */
1913 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1914
1915 /**
1916  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1917  * start of the data in the mbuf
1918  *
1919  * @param m
1920  *   The packet mbuf.
1921  * @param o
1922  *   The offset into the data to calculate address from.
1923  */
1924 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1925         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1926
1927 /* deprecated */
1928 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1929         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1930
1931 /**
1932  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1933  * data in the mbuf
1934  *
1935  * @param m
1936  *   The packet mbuf.
1937  */
1938 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1939
1940 /* deprecated */
1941 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1942
1943 /**
1944  * A macro that returns the length of the packet.
1945  *
1946  * The value can be read or assigned.
1947  *
1948  * @param m
1949  *   The packet mbuf.
1950  */
1951 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1952
1953 /**
1954  * A macro that returns the length of the segment.
1955  *
1956  * The value can be read or assigned.
1957  *
1958  * @param m
1959  *   The packet mbuf.
1960  */
1961 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1962
1963 /**
1964  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1965  *
1966  * Returns a pointer to the new
1967  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1968  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1969  *
1970  * @param m
1971  *   The pkt mbuf.
1972  * @param len
1973  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1974  * @return
1975  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1976  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1977  */
1978 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1979                                         uint16_t len)
1980 {
1981         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1982
1983         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1984                 return NULL;
1985
1986         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1987          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1988          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1989         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1990         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1991         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1992
1993         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1994 }
1995
1996 /**
1997  * Append len bytes to an mbuf.
1998  *
1999  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
2000  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
2001  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
2002  *
2003  * @param m
2004  *   The packet mbuf.
2005  * @param len
2006  *   The amount of data to append (in bytes).
2007  * @return
2008  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
2009  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
2010  */
2011 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2012 {
2013         void *tail;
2014         struct rte_mbuf *m_last;
2015
2016         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2017
2018         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2019         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
2020                 return NULL;
2021
2022         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
2023         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
2024         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
2025         return (char*) tail;
2026 }
2027
2028 /**
2029  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
2030  *
2031  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
2032  * length is greater than the length of the first segment, then the
2033  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
2034  *
2035  * @param m
2036  *   The packet mbuf.
2037  * @param len
2038  *   The amount of data to remove (in bytes).
2039  * @return
2040  *   A pointer to the new start of the data.
2041  */
2042 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2043 {
2044         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2045
2046         if (unlikely(len > m->data_len))
2047                 return NULL;
2048
2049         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2050          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
2051          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2052         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
2053         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
2054         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2055         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2056 }
2057
2058 /**
2059  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2060  *
2061  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2062  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2063  *
2064  * @param m
2065  *   The packet mbuf.
2066  * @param len
2067  *   The amount of data to remove (in bytes).
2068  * @return
2069  *   - 0: On success.
2070  *   - -1: On error.
2071  */
2072 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2073 {
2074         struct rte_mbuf *m_last;
2075
2076         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2077
2078         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2079         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2080                 return -1;
2081
2082         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2083         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2084         return 0;
2085 }
2086
2087 /**
2088  * Test if mbuf data is contiguous.
2089  *
2090  * @param m
2091  *   The packet mbuf.
2092  * @return
2093  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2094  *   - 0, if there is several segments.
2095  */
2096 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2097 {
2098         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2099         return !!(m->nb_segs == 1);
2100 }
2101
2102 /**
2103  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2104  */
2105 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2106         uint32_t len, void *buf);
2107
2108 /**
2109  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2110  *
2111  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2112  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2113  * pointer.
2114  *
2115  * @param m
2116  *   The pointer to the mbuf.
2117  * @param off
2118  *   The offset of the data in the mbuf.
2119  * @param len
2120  *   The amount of bytes to read.
2121  * @param buf
2122  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2123  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2124  * @return
2125  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2126  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2127  */
2128 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2129         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2130 {
2131         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2132                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2133         else
2134                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2135 }
2136
2137 /**
2138  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2139  *
2140  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2141  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2142  * chain the entries manually.
2143  *
2144  * @param head
2145  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2146  * @param tail
2147  *   The mbuf to put last in the chain
2148  *
2149  * @return
2150  *   - 0, on success.
2151  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2152  */
2153 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2154 {
2155         struct rte_mbuf *cur_tail;
2156
2157         /* Check for number-of-segments-overflow */
2158         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2159                 return -EOVERFLOW;
2160
2161         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2162         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2163         cur_tail->next = tail;
2164
2165         /* accumulate number of segments and total length.
2166          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2167          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2168          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2169         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2170         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2171
2172         /* pkt_len is only set in the head */
2173         tail->pkt_len = tail->data_len;
2174
2175         return 0;
2176 }
2177
2178 /**
2179  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2180  *
2181  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2182  *
2183  * @param m
2184  *   The packet mbuf to be validated.
2185  * @return
2186  *   0 if packet is valid
2187  */
2188 static inline int
2189 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2190 {
2191         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2192         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2193
2194         /* Does packet set any of available offloads? */
2195         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2196                 return 0;
2197
2198         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2199                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2200                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2201                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2202                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2203                                   m->outer_l3_len;
2204
2205         /* Headers are fragmented */
2206         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2207                 return -ENOTSUP;
2208
2209         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2210         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2211                 return -EINVAL;
2212
2213         /* IP type not set when required */
2214         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2215                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2216                         return -EINVAL;
2217
2218         /* Check requirements for TSO packet */
2219         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2220                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2221                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2222                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2223                         return -EINVAL;
2224
2225         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2226         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2227                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2228                 return -EINVAL;
2229
2230         return 0;
2231 }
2232
2233 /**
2234  * Linearize data in mbuf.
2235  *
2236  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2237  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2238  *
2239  * @param mbuf
2240  *   mbuf to linearize
2241  * @return
2242  *   - 0, on success
2243  *   - -1, on error
2244  */
2245 static inline int
2246 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2247 {
2248         size_t seg_len, copy_len;
2249         struct rte_mbuf *m;
2250         struct rte_mbuf *m_next;
2251         char *buffer;
2252
2253         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2254                 return 0;
2255
2256         /* Extend first segment to the total packet length */
2257         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2258
2259         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2260                 return -1;
2261
2262         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2263         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2264
2265         /* Append data from next segments to the first one */
2266         m = mbuf->next;
2267         while (m != NULL) {
2268                 m_next = m->next;
2269
2270                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2271                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2272                 buffer += seg_len;
2273
2274                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2275                 m = m_next;
2276         }
2277
2278         mbuf->next = NULL;
2279         mbuf->nb_segs = 1;
2280
2281         return 0;
2282 }
2283
2284 /**
2285  * Dump an mbuf structure to a file.
2286  *
2287  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2288  * segments (in the case of a chained buffer).
2289  *
2290  * @param f
2291  *   A pointer to a file for output
2292  * @param m
2293  *   The packet mbuf.
2294  * @param dump_len
2295  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2296  *   the packet.
2297  */
2298 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2299
2300 /**
2301  * Get the value of mbuf sched queue_id field.
2302  */
2303 static inline uint32_t
2304 rte_mbuf_sched_queue_get(const struct rte_mbuf *m)
2305 {
2306         return m->hash.sched.queue_id;
2307 }
2308
2309 /**
2310  * Get the value of mbuf sched traffic_class field.
2311  */
2312 static inline uint8_t
2313 rte_mbuf_sched_traffic_class_get(const struct rte_mbuf *m)
2314 {
2315         return m->hash.sched.traffic_class;
2316 }
2317
2318 /**
2319  * Get the value of mbuf sched color field.
2320  */
2321 static inline uint8_t
2322 rte_mbuf_sched_color_get(const struct rte_mbuf *m)
2323 {
2324         return m->hash.sched.color;
2325 }
2326
2327 /**
2328  * Get the values of mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
2329  *
2330  * @param m
2331  *   Mbuf to read
2332  * @param queue_id
2333  *  Returns the queue id
2334  * @param traffic_class
2335  *  Returns the traffic class id
2336  * @param color
2337  *  Returns the colour id
2338  */
2339 static inline void
2340 rte_mbuf_sched_get(const struct rte_mbuf *m, uint32_t *queue_id,
2341                         uint8_t *traffic_class,
2342                         uint8_t *color)
2343 {
2344         struct rte_mbuf_sched sched = m->hash.sched;
2345
2346         *queue_id = sched.queue_id;
2347         *traffic_class = sched.traffic_class;
2348         *color = sched.color;
2349 }
2350
2351 /**
2352  * Set the mbuf sched queue_id to the defined value.
2353  */
2354 static inline void
2355 rte_mbuf_sched_queue_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id)
2356 {
2357         m->hash.sched.queue_id = queue_id;
2358 }
2359
2360 /**
2361  * Set the mbuf sched traffic_class id to the defined value.
2362  */
2363 static inline void
2364 rte_mbuf_sched_traffic_class_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t traffic_class)
2365 {
2366         m->hash.sched.traffic_class = traffic_class;
2367 }
2368
2369 /**
2370  * Set the mbuf sched color id to the defined value.
2371  */
2372 static inline void
2373 rte_mbuf_sched_color_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t color)
2374 {
2375         m->hash.sched.color = color;
2376 }
2377
2378 /**
2379  * Set the mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
2380  *
2381  * @param m
2382  *   Mbuf to set
2383  * @param queue_id
2384  *  Queue id value to be set
2385  * @param traffic_class
2386  *  Traffic class id value to be set
2387  * @param color
2388  *  Color id to be set
2389  */
2390 static inline void
2391 rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
2392                         uint8_t traffic_class,
2393                         uint8_t color)
2394 {
2395         m->hash.sched = (struct rte_mbuf_sched){
2396                                 .queue_id = queue_id,
2397                                 .traffic_class = traffic_class,
2398                                 .color = color,
2399                         };
2400 }
2401
2402 #ifdef __cplusplus
2403 }
2404 #endif
2405
2406 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */