bc562dc8a9f6ffd8e563319f12df9cd4a2454aca
[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 /**
472  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
473  */
474 struct rte_mbuf {
475         MARKER cacheline0;
476
477         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
478         /**
479          * Physical address of segment buffer.
480          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
481          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
482          * working on vector drivers easier.
483          */
484         RTE_STD_C11
485         union {
486                 rte_iova_t buf_iova;
487                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
488         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
489
490         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
491         MARKER64 rearm_data;
492         uint16_t data_off;
493
494         /**
495          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
496          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
497          * It should only be accessed using the following functions:
498          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
499          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
500          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
501          * config option.
502          */
503         RTE_STD_C11
504         union {
505                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
506                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
507         };
508         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
509
510         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
511          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
512          */
513         uint16_t port;
514
515         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
516
517         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
518         MARKER rx_descriptor_fields1;
519
520         /*
521          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
522          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
523          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
524          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
525          * vlan is stripped from the data.
526          */
527         RTE_STD_C11
528         union {
529                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
530                 struct {
531                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
532                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
533                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
534                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
535                         RTE_STD_C11
536                         union {
537                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
538                                 /**< ESP next protocol type, valid if
539                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
540                                  * on both Tx and Rx.
541                                  */
542                                 __extension__
543                                 struct {
544                                         uint8_t inner_l2_type:4;
545                                         /**< Inner L2 type. */
546                                         uint8_t inner_l3_type:4;
547                                         /**< Inner L3 type. */
548                                 };
549                         };
550                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
551                 };
552         };
553
554         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
555         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
556         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
557         uint16_t vlan_tci;
558
559         RTE_STD_C11
560         union {
561                 union {
562                         uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
563                         struct {
564                                 union {
565                                         struct {
566                                                 uint16_t hash;
567                                                 uint16_t id;
568                                         };
569                                         uint32_t lo;
570                                         /**< Second 4 flexible bytes */
571                                 };
572                                 uint32_t hi;
573                                 /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent
574                                  * on PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags.
575                                  */
576                         } fdir; /**< Filter identifier if FDIR enabled */
577                         struct rte_mbuf_sched {
578                                 uint32_t queue_id;   /**< Queue ID. */
579                                 uint8_t traffic_class;
580                                 /**< Traffic class ID. Traffic class 0
581                                  * is the highest priority traffic class.
582                                  */
583                                 uint8_t color;
584                                 /**< Color. @see enum rte_color.*/
585                                 uint16_t reserved;   /**< Reserved. */
586                         } sched; /**< Hierarchical scheduler */
587                         struct {
588                                 uint32_t reserved1;
589                                 uint16_t reserved2;
590                                 uint16_t txq;
591                                 /**< The event eth Tx adapter uses this field
592                                  * to store Tx queue id.
593                                  * @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
594                                  */
595                         } txadapter; /**< Eventdev ethdev Tx adapter */
596                         /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
597                         uint32_t usr;
598                 } hash;                   /**< hash information */
599                 struct {
600                         /**
601                          * Application specific metadata value
602                          * for egress flow rule match.
603                          * Valid if PKT_TX_METADATA is set.
604                          * Located here to allow conjunct use
605                          * with hash.sched.hi.
606                          */
607                         uint32_t tx_metadata;
608                         uint32_t reserved;
609                 };
610         };
611
612         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
613         uint16_t vlan_tci_outer;
614
615         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
616
617         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
618          * are not normalized but are always the same for a given port.
619          */
620         uint64_t timestamp;
621
622         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
623         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
624
625         RTE_STD_C11
626         union {
627                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
628                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
629         };
630
631         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
632         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
633
634         /* fields to support TX offloads */
635         RTE_STD_C11
636         union {
637                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
638                 __extension__
639                 struct {
640                         uint64_t l2_len:7;
641                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
642                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
643                          */
644                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
645                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
646                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
647
648                         /* fields for TX offloading of tunnels */
649                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
650                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
651
652                         /* uint64_t unused:8; */
653                 };
654         };
655
656         /** Size of the application private data. In case of an indirect
657          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
658         uint16_t priv_size;
659
660         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
661         uint16_t timesync;
662
663         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
664         uint32_t seqn;
665
666         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
667          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
668          */
669         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
670
671 } __rte_cache_aligned;
672
673 /**
674  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
675  */
676 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
677
678 /**
679  * Shared data at the end of an external buffer.
680  */
681 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
682         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
683         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
684         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
685 };
686
687 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
688 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
689
690 /**
691  * Prefetch the first part of the mbuf
692  *
693  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
694  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
695  * 64B, the second part will also be prefetched.
696  *
697  * @param m
698  *   The pointer to the mbuf.
699  */
700 static inline void
701 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
702 {
703         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
704 }
705
706 /**
707  * Prefetch the second part of the mbuf
708  *
709  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
710  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
711  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
712  * already in cache.
713  *
714  * @param m
715  *   The pointer to the mbuf.
716  */
717 static inline void
718 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
719 {
720 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
721         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
722 #else
723         RTE_SET_USED(m);
724 #endif
725 }
726
727
728 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
729
730 /**
731  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
732  *
733  * @param mb
734  *   The pointer to the mbuf.
735  * @return
736  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
737  */
738 static inline rte_iova_t
739 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
740 {
741         return mb->buf_iova + mb->data_off;
742 }
743
744 __rte_deprecated
745 static inline phys_addr_t
746 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
747 {
748         return rte_mbuf_data_iova(mb);
749 }
750
751 /**
752  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
753  *
754  * This function is used by drivers in their receive function, as it
755  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
756  * the default headroom in account.
757  *
758  * @param mb
759  *   The pointer to the mbuf.
760  * @return
761  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
762  */
763 static inline rte_iova_t
764 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
765 {
766         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
767 }
768
769 __rte_deprecated
770 static inline phys_addr_t
771 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
772 {
773         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
774 }
775
776 /**
777  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
778  *
779  * @param mi
780  *   The pointer to the indirect mbuf.
781  * @return
782  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
783  */
784 static inline struct rte_mbuf *
785 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
786 {
787         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
788 }
789
790 /**
791  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
792  *
793  * @param md
794  *   The pointer to the mbuf.
795  * @return
796  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
797  */
798 static inline char *
799 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
800 {
801         char *buffer_addr;
802         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
803         return buffer_addr;
804 }
805
806 /**
807  * Return the starting address of the private data area embedded in
808  * the given mbuf.
809  *
810  * Note that no check is made to ensure that a private data area
811  * actually exists in the supplied mbuf.
812  *
813  * @param m
814  *   The pointer to the mbuf.
815  * @return
816  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
817  */
818 static inline void * __rte_experimental
819 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
820 {
821         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
822 }
823
824 /**
825  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
826  * otherwise.
827  *
828  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
829  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
830  */
831 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
832
833 /**
834  * Deprecated.
835  * Use RTE_MBUF_CLONED().
836  */
837 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
838
839 /**
840  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
841  *
842  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
843  */
844 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
845
846 /**
847  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
848  *
849  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
850  * can be defined as a direct mbuf.
851  */
852 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
853         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
854
855 /**
856  * Private data in case of pktmbuf pool.
857  *
858  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
859  * appended after the mempool structure (in private data).
860  */
861 struct rte_pktmbuf_pool_private {
862         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
863         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
864 };
865
866 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
867
868 /**  check mbuf type in debug mode */
869 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
870
871 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
872
873 /**  check mbuf type in debug mode */
874 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
875
876 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
877
878 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
879
880 /**
881  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
882  * @param m
883  *   Mbuf to read
884  * @return
885  *   Reference count number.
886  */
887 static inline uint16_t
888 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
889 {
890         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
891 }
892
893 /**
894  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
895  * @param m
896  *   Mbuf to update
897  * @param new_value
898  *   Value set
899  */
900 static inline void
901 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
902 {
903         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
904 }
905
906 /* internal */
907 static inline uint16_t
908 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
909 {
910         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
911 }
912
913 /**
914  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
915  * @param m
916  *   Mbuf to update
917  * @param value
918  *   Value to add/subtract
919  * @return
920  *   Updated value
921  */
922 static inline uint16_t
923 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
924 {
925         /*
926          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
927          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
928          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
929          * operation has to be used because concurrent accesses on the
930          * reference counter can occur.
931          */
932         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
933                 ++value;
934                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
935                 return (uint16_t)value;
936         }
937
938         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
939 }
940
941 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
942
943 /* internal */
944 static inline uint16_t
945 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
946 {
947         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
948         return m->refcnt;
949 }
950
951 /**
952  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
953  */
954 static inline uint16_t
955 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
956 {
957         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
958 }
959
960 /**
961  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
962  */
963 static inline uint16_t
964 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
965 {
966         return m->refcnt;
967 }
968
969 /**
970  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
971  */
972 static inline void
973 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
974 {
975         m->refcnt = new_value;
976 }
977
978 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
979
980 /**
981  * Reads the refcnt of an external buffer.
982  *
983  * @param shinfo
984  *   Shared data of the external buffer.
985  * @return
986  *   Reference count number.
987  */
988 static inline uint16_t
989 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
990 {
991         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
992 }
993
994 /**
995  * Set refcnt of an external buffer.
996  *
997  * @param shinfo
998  *   Shared data of the external buffer.
999  * @param new_value
1000  *   Value set
1001  */
1002 static inline void
1003 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1004         uint16_t new_value)
1005 {
1006         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
1007 }
1008
1009 /**
1010  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
1011  * value.
1012  *
1013  * @param shinfo
1014  *   Shared data of the external buffer.
1015  * @param value
1016  *   Value to add/subtract
1017  * @return
1018  *   Updated value
1019  */
1020 static inline uint16_t
1021 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1022         int16_t value)
1023 {
1024         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
1025                 ++value;
1026                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
1027                 return (uint16_t)value;
1028         }
1029
1030         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
1031 }
1032
1033 /** Mbuf prefetch */
1034 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1035         if ((m) != NULL)                        \
1036                 rte_prefetch0(m);               \
1037 } while (0)
1038
1039
1040 /**
1041  * Sanity checks on an mbuf.
1042  *
1043  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1044  * panic if corruption is detected.
1045  *
1046  * @param m
1047  *   The mbuf to be checked.
1048  * @param is_header
1049  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1050  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1051  */
1052 void
1053 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1054
1055 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
1056         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
1057         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
1058         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
1059         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
1060 } while (0)
1061
1062 /**
1063  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
1064  *
1065  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1066  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1067  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1068  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1069  *
1070  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1071  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1072  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1073  * by the caller.
1074  *
1075  * @param mp
1076  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1077  * @return
1078  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1079  *   - NULL if allocation failed.
1080  */
1081 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1082 {
1083         struct rte_mbuf *m;
1084
1085         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1086                 return NULL;
1087         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1088         return m;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * Put mbuf back into its original mempool.
1093  *
1094  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1095  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1096  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1097  *
1098  * This function should be used with care, when optimization is
1099  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1100  * rte_pktmbuf_free_seg().
1101  *
1102  * @param m
1103  *   The mbuf to be freed.
1104  */
1105 static __rte_always_inline void
1106 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1107 {
1108         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1109         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1110         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1111         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1112         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1113         rte_mempool_put(m->pool, m);
1114 }
1115
1116 /**
1117  * The packet mbuf constructor.
1118  *
1119  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1120  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1121  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1122  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1123  *
1124  * @param mp
1125  *   The mempool from which mbufs originate.
1126  * @param opaque_arg
1127  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1128  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1129  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1130  * @param m
1131  *   The mbuf to initialize.
1132  * @param i
1133  *   The index of the mbuf in the pool table.
1134  */
1135 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1136                       void *m, unsigned i);
1137
1138
1139 /**
1140  * A  packet mbuf pool constructor.
1141  *
1142  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1143  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1144  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1145  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1146  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1147  * provide another packet size.
1148  *
1149  * @param mp
1150  *   The mempool from which mbufs originate.
1151  * @param opaque_arg
1152  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1153  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1154  *   rte_mempool_create().
1155  */
1156 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1157
1158 /**
1159  * Create a mbuf pool.
1160  *
1161  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1162  * a wrapper to rte_mempool functions.
1163  *
1164  * @param name
1165  *   The name of the mbuf pool.
1166  * @param n
1167  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1168  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1169  *   n = (2^q - 1).
1170  * @param cache_size
1171  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1172  *   details.
1173  * @param priv_size
1174  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1175  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1176  * @param data_room_size
1177  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1178  * @param socket_id
1179  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1180  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1181  *   reserved zone.
1182  * @return
1183  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1184  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1185  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1186  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1187  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1188  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1189  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1190  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1191  */
1192 struct rte_mempool *
1193 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1194         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1195         int socket_id);
1196
1197 /**
1198  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1199  *
1200  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1201  * a wrapper to rte_mempool functions.
1202  *
1203  * @param name
1204  *   The name of the mbuf pool.
1205  * @param n
1206  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1207  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1208  *   n = (2^q - 1).
1209  * @param cache_size
1210  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1211  *   details.
1212  * @param priv_size
1213  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1214  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1215  * @param data_room_size
1216  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1217  * @param socket_id
1218  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1219  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1220  *   reserved zone.
1221  * @param ops_name
1222  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1223  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1224  * @return
1225  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1226  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1227  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1228  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1229  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1230  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1231  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1232  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1233  */
1234 struct rte_mempool *
1235 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1236         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1237         int socket_id, const char *ops_name);
1238
1239 /**
1240  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1241  *
1242  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1243  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1244  *
1245  * @param mp
1246  *   The packet mbuf pool.
1247  * @return
1248  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1249  */
1250 static inline uint16_t
1251 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1252 {
1253         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1254
1255         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1256         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1257 }
1258
1259 /**
1260  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1261  *
1262  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1263  * structure and the data buffer where an application can store data
1264  * associated to a packet.
1265  *
1266  * @param mp
1267  *   The packet mbuf pool.
1268  * @return
1269  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1270  */
1271 static inline uint16_t
1272 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1273 {
1274         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1275
1276         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1277         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1282  *
1283  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1284  *
1285  * @param m
1286  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1287  */
1288 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1289 {
1290         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1291                                         (uint16_t)m->buf_len);
1292 }
1293
1294 /**
1295  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1296  *
1297  * The given mbuf must have only one segment.
1298  *
1299  * @param m
1300  *   The packet mbuf to be resetted.
1301  */
1302 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1303
1304 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1305 {
1306         m->next = NULL;
1307         m->pkt_len = 0;
1308         m->tx_offload = 0;
1309         m->vlan_tci = 0;
1310         m->vlan_tci_outer = 0;
1311         m->nb_segs = 1;
1312         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1313
1314         m->ol_flags = 0;
1315         m->packet_type = 0;
1316         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1317
1318         m->data_len = 0;
1319         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1320 }
1321
1322 /**
1323  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1324  *
1325  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1326  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1327  * (if buffer size allows).
1328  *
1329  * @param mp
1330  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1331  * @return
1332  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1333  *   - NULL if allocation failed.
1334  */
1335 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1336 {
1337         struct rte_mbuf *m;
1338         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1339                 rte_pktmbuf_reset(m);
1340         return m;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1345  * values.
1346  *
1347  *  @param pool
1348  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1349  *  @param mbufs
1350  *    Array of pointers to mbufs
1351  *  @param count
1352  *    Array size
1353  *  @return
1354  *   - 0: Success
1355  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1356  */
1357 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1358          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1359 {
1360         unsigned idx = 0;
1361         int rc;
1362
1363         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1364         if (unlikely(rc))
1365                 return rc;
1366
1367         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1368          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1369          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1370          * check if count is zero.
1371          */
1372         switch (count % 4) {
1373         case 0:
1374                 while (idx != count) {
1375                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1376                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1377                         idx++;
1378                         /* fall-through */
1379         case 3:
1380                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1381                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1382                         idx++;
1383                         /* fall-through */
1384         case 2:
1385                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1386                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1387                         idx++;
1388                         /* fall-through */
1389         case 1:
1390                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1391                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1392                         idx++;
1393                         /* fall-through */
1394                 }
1395         }
1396         return 0;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1401  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1402  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1403  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1404  * separately, this should not be called but application has to properly
1405  * initialize the shared data according to its need.
1406  *
1407  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1408  *
1409  * @warning
1410  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1411  * after this initialization. This shall be used for
1412  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1413  *
1414  * @param buf_addr
1415  *   The pointer to the external buffer.
1416  * @param [in,out] buf_len
1417  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1418  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1419  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1420  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1421  * @param free_cb
1422  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1423  *   freed.
1424  * @param fcb_opaque
1425  *   Argument for the free callback function.
1426  *
1427  * @return
1428  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1429  *   otherwise.
1430  */
1431 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1432 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1433         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1434 {
1435         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1436         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1437         void *addr;
1438
1439         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1440                                    sizeof(uintptr_t));
1441         if (addr <= buf_addr)
1442                 return NULL;
1443
1444         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1445         shinfo->free_cb = free_cb;
1446         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1447         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1448
1449         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1450         return shinfo;
1451 }
1452
1453 /**
1454  * Attach an external buffer to a mbuf.
1455  *
1456  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1457  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1458  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1459  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1460  *
1461  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1462  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1463  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1464  *
1465  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1466  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1467  * this API.
1468  *
1469  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1470  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1471  *
1472  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1473  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1474  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1475  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1476  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1477  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1478  *
1479  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1480  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1481  *                                             free_cb, fcb_arg);
1482  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1483  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1484  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1485  *
1486  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1487  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1488  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1489  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1490  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1491  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1492  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1493  *   external buffer is writable.
1494  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1495  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1496  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1497  *
1498  * @warning
1499  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1500  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1501  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1502  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1503  * having external buffer.
1504  *
1505  * @param m
1506  *   The pointer to the mbuf.
1507  * @param buf_addr
1508  *   The pointer to the external buffer.
1509  * @param buf_iova
1510  *   IO address of the external buffer.
1511  * @param buf_len
1512  *   The size of the external buffer.
1513  * @param shinfo
1514  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1515  */
1516 static inline void __rte_experimental
1517 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1518         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1519         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1520 {
1521         /* mbuf should not be read-only */
1522         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1523         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1524
1525         m->buf_addr = buf_addr;
1526         m->buf_iova = buf_iova;
1527         m->buf_len = buf_len;
1528
1529         m->data_len = 0;
1530         m->data_off = 0;
1531
1532         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1533         m->shinfo = shinfo;
1534 }
1535
1536 /**
1537  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1538  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1539  *
1540  * @param m
1541  *   The mbuf having external buffer.
1542  */
1543 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1544
1545 /**
1546  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1547  *
1548  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1549  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1550  * external buffer instead of mbuf indirection.
1551  *
1552  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1553  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1554  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1555  *
1556  * Right now, not supported:
1557  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1558  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1559  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1560  *
1561  * @param mi
1562  *   The indirect packet mbuf.
1563  * @param m
1564  *   The packet mbuf we're attaching to.
1565  */
1566 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1567 {
1568         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1569             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1570
1571         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1572                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1573                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1574                 mi->shinfo = m->shinfo;
1575         } else {
1576                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1577                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1578                 mi->priv_size = m->priv_size;
1579                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1580         }
1581
1582         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1583         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1584         mi->buf_len = m->buf_len;
1585
1586         mi->data_off = m->data_off;
1587         mi->data_len = m->data_len;
1588         mi->port = m->port;
1589         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1590         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1591         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1592         mi->hash = m->hash;
1593
1594         mi->next = NULL;
1595         mi->pkt_len = mi->data_len;
1596         mi->nb_segs = 1;
1597         mi->packet_type = m->packet_type;
1598         mi->timestamp = m->timestamp;
1599
1600         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1601         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1602 }
1603
1604 /**
1605  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1606  *
1607  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1608  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1609  * callback.
1610  */
1611 static inline void
1612 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1613 {
1614         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1615         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1616
1617         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1618                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1619 }
1620
1621 /**
1622  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1623  *
1624  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1625  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1626  */
1627 static inline void
1628 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1629 {
1630         struct rte_mbuf *md;
1631
1632         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1633
1634         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1635
1636         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1637                 md->next = NULL;
1638                 md->nb_segs = 1;
1639                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1640                 rte_mbuf_raw_free(md);
1641         }
1642 }
1643
1644 /**
1645  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1646  *
1647  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1648  *    becomes zero.
1649  *  - restore original mbuf address and length values.
1650  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1651  *
1652  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1653  *
1654  * @param m
1655  *   The indirect attached packet mbuf.
1656  */
1657 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1658 {
1659         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1660         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1661         uint16_t priv_size;
1662
1663         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1664                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1665         else
1666                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1667
1668         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1669         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1670         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1671
1672         m->priv_size = priv_size;
1673         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1674         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1675         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1676         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1677         m->data_len = 0;
1678         m->ol_flags = 0;
1679 }
1680
1681 /**
1682  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1683  *
1684  * This function does the same than a free, except that it does not
1685  * return the segment to its pool.
1686  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1687  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1688  *
1689  * @param m
1690  *   The mbuf to be unlinked
1691  * @return
1692  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1693  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1694  */
1695 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1696 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1697 {
1698         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1699
1700         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1701
1702                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1703                         rte_pktmbuf_detach(m);
1704
1705                 if (m->next != NULL) {
1706                         m->next = NULL;
1707                         m->nb_segs = 1;
1708                 }
1709
1710                 return m;
1711
1712         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1713
1714                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1715                         rte_pktmbuf_detach(m);
1716
1717                 if (m->next != NULL) {
1718                         m->next = NULL;
1719                         m->nb_segs = 1;
1720                 }
1721                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1722
1723                 return m;
1724         }
1725         return NULL;
1726 }
1727
1728 /**
1729  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1730  *
1731  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1732  * buffers.
1733  *
1734  * @param m
1735  *   The packet mbuf segment to be freed.
1736  */
1737 static __rte_always_inline void
1738 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1739 {
1740         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1741         if (likely(m != NULL))
1742                 rte_mbuf_raw_free(m);
1743 }
1744
1745 /**
1746  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1747  *
1748  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1749  * segment is added back into its original mempool.
1750  *
1751  * @param m
1752  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1753  */
1754 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1755 {
1756         struct rte_mbuf *m_next;
1757
1758         if (m != NULL)
1759                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1760
1761         while (m != NULL) {
1762                 m_next = m->next;
1763                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1764                 m = m_next;
1765         }
1766 }
1767
1768 /**
1769  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1770  *
1771  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1772  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1773  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1774  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1775  * from the original packet mbuf.
1776  *
1777  * @param md
1778  *   The packet mbuf to be cloned.
1779  * @param mp
1780  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1781  * @return
1782  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1783  *   - NULL if allocation fails.
1784  */
1785 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1786                 struct rte_mempool *mp)
1787 {
1788         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1789         uint32_t pktlen;
1790         uint16_t nseg;
1791
1792         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1793                 return NULL;
1794
1795         mi = mc;
1796         prev = &mi->next;
1797         pktlen = md->pkt_len;
1798         nseg = 0;
1799
1800         do {
1801                 nseg++;
1802                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1803                 *prev = mi;
1804                 prev = &mi->next;
1805         } while ((md = md->next) != NULL &&
1806             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1807
1808         *prev = NULL;
1809         mc->nb_segs = nseg;
1810         mc->pkt_len = pktlen;
1811
1812         /* Allocation of new indirect segment failed */
1813         if (unlikely (mi == NULL)) {
1814                 rte_pktmbuf_free(mc);
1815                 return NULL;
1816         }
1817
1818         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1819         return mc;
1820 }
1821
1822 /**
1823  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1824  *
1825  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1826  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1827  *
1828  * @param m
1829  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1830  * @param v
1831  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1832  */
1833 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1834 {
1835         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1836
1837         do {
1838                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1839         } while ((m = m->next) != NULL);
1840 }
1841
1842 /**
1843  * Get the headroom in a packet mbuf.
1844  *
1845  * @param m
1846  *   The packet mbuf.
1847  * @return
1848  *   The length of the headroom.
1849  */
1850 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1851 {
1852         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1853         return m->data_off;
1854 }
1855
1856 /**
1857  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1858  *
1859  * @param m
1860  *   The packet mbuf.
1861  * @return
1862  *   The length of the tailroom.
1863  */
1864 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1865 {
1866         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1867         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1868                           m->data_len);
1869 }
1870
1871 /**
1872  * Get the last segment of the packet.
1873  *
1874  * @param m
1875  *   The packet mbuf.
1876  * @return
1877  *   The last segment of the given mbuf.
1878  */
1879 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1880 {
1881         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1882         while (m->next != NULL)
1883                 m = m->next;
1884         return m;
1885 }
1886
1887 /**
1888  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1889  *
1890  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1891  * function, the user must ensure that the first segment is large
1892  * enough to accommodate its data.
1893  *
1894  * @param m
1895  *   The packet mbuf.
1896  * @param o
1897  *   The offset into the mbuf data.
1898  * @param t
1899  *   The type to cast the result into.
1900  */
1901 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1902         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1903
1904 /**
1905  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1906  *
1907  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1908  * function, the user must ensure that the first segment is large
1909  * enough to accommodate its data.
1910  *
1911  * @param m
1912  *   The packet mbuf.
1913  * @param t
1914  *   The type to cast the result into.
1915  */
1916 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1917
1918 /**
1919  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1920  * start of the data in the mbuf
1921  *
1922  * @param m
1923  *   The packet mbuf.
1924  * @param o
1925  *   The offset into the data to calculate address from.
1926  */
1927 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1928         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1929
1930 /* deprecated */
1931 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1932         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1933
1934 /**
1935  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1936  * data in the mbuf
1937  *
1938  * @param m
1939  *   The packet mbuf.
1940  */
1941 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1942
1943 /* deprecated */
1944 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1945
1946 /**
1947  * A macro that returns the length of the packet.
1948  *
1949  * The value can be read or assigned.
1950  *
1951  * @param m
1952  *   The packet mbuf.
1953  */
1954 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1955
1956 /**
1957  * A macro that returns the length of the segment.
1958  *
1959  * The value can be read or assigned.
1960  *
1961  * @param m
1962  *   The packet mbuf.
1963  */
1964 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1965
1966 /**
1967  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1968  *
1969  * Returns a pointer to the new
1970  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1971  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1972  *
1973  * @param m
1974  *   The pkt mbuf.
1975  * @param len
1976  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1977  * @return
1978  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1979  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1980  */
1981 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1982                                         uint16_t len)
1983 {
1984         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1985
1986         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1987                 return NULL;
1988
1989         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1990          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1991          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1992         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1993         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1994         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1995
1996         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1997 }
1998
1999 /**
2000  * Append len bytes to an mbuf.
2001  *
2002  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
2003  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
2004  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
2005  *
2006  * @param m
2007  *   The packet mbuf.
2008  * @param len
2009  *   The amount of data to append (in bytes).
2010  * @return
2011  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
2012  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
2013  */
2014 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2015 {
2016         void *tail;
2017         struct rte_mbuf *m_last;
2018
2019         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2020
2021         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2022         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
2023                 return NULL;
2024
2025         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
2026         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
2027         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
2028         return (char*) tail;
2029 }
2030
2031 /**
2032  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
2033  *
2034  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
2035  * length is greater than the length of the first segment, then the
2036  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
2037  *
2038  * @param m
2039  *   The packet mbuf.
2040  * @param len
2041  *   The amount of data to remove (in bytes).
2042  * @return
2043  *   A pointer to the new start of the data.
2044  */
2045 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2046 {
2047         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2048
2049         if (unlikely(len > m->data_len))
2050                 return NULL;
2051
2052         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2053          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
2054          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2055         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
2056         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
2057         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2058         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2059 }
2060
2061 /**
2062  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2063  *
2064  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2065  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2066  *
2067  * @param m
2068  *   The packet mbuf.
2069  * @param len
2070  *   The amount of data to remove (in bytes).
2071  * @return
2072  *   - 0: On success.
2073  *   - -1: On error.
2074  */
2075 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2076 {
2077         struct rte_mbuf *m_last;
2078
2079         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2080
2081         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2082         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2083                 return -1;
2084
2085         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2086         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2087         return 0;
2088 }
2089
2090 /**
2091  * Test if mbuf data is contiguous.
2092  *
2093  * @param m
2094  *   The packet mbuf.
2095  * @return
2096  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2097  *   - 0, if there is several segments.
2098  */
2099 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2100 {
2101         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2102         return !!(m->nb_segs == 1);
2103 }
2104
2105 /**
2106  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2107  */
2108 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2109         uint32_t len, void *buf);
2110
2111 /**
2112  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2113  *
2114  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2115  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2116  * pointer.
2117  *
2118  * @param m
2119  *   The pointer to the mbuf.
2120  * @param off
2121  *   The offset of the data in the mbuf.
2122  * @param len
2123  *   The amount of bytes to read.
2124  * @param buf
2125  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2126  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2127  * @return
2128  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2129  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2130  */
2131 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2132         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2133 {
2134         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2135                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2136         else
2137                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2138 }
2139
2140 /**
2141  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2142  *
2143  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2144  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2145  * chain the entries manually.
2146  *
2147  * @param head
2148  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2149  * @param tail
2150  *   The mbuf to put last in the chain
2151  *
2152  * @return
2153  *   - 0, on success.
2154  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2155  */
2156 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2157 {
2158         struct rte_mbuf *cur_tail;
2159
2160         /* Check for number-of-segments-overflow */
2161         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2162                 return -EOVERFLOW;
2163
2164         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2165         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2166         cur_tail->next = tail;
2167
2168         /* accumulate number of segments and total length.
2169          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2170          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2171          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2172         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2173         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2174
2175         /* pkt_len is only set in the head */
2176         tail->pkt_len = tail->data_len;
2177
2178         return 0;
2179 }
2180
2181 /**
2182  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2183  *
2184  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2185  *
2186  * @param m
2187  *   The packet mbuf to be validated.
2188  * @return
2189  *   0 if packet is valid
2190  */
2191 static inline int
2192 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2193 {
2194         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2195         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2196
2197         /* Does packet set any of available offloads? */
2198         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2199                 return 0;
2200
2201         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2202                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2203                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2204                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2205                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2206                                   m->outer_l3_len;
2207
2208         /* Headers are fragmented */
2209         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2210                 return -ENOTSUP;
2211
2212         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2213         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2214                 return -EINVAL;
2215
2216         /* IP type not set when required */
2217         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2218                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2219                         return -EINVAL;
2220
2221         /* Check requirements for TSO packet */
2222         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2223                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2224                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2225                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2226                         return -EINVAL;
2227
2228         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2229         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2230                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2231                 return -EINVAL;
2232
2233         return 0;
2234 }
2235
2236 /**
2237  * Linearize data in mbuf.
2238  *
2239  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2240  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2241  *
2242  * @param mbuf
2243  *   mbuf to linearize
2244  * @return
2245  *   - 0, on success
2246  *   - -1, on error
2247  */
2248 static inline int
2249 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2250 {
2251         size_t seg_len, copy_len;
2252         struct rte_mbuf *m;
2253         struct rte_mbuf *m_next;
2254         char *buffer;
2255
2256         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2257                 return 0;
2258
2259         /* Extend first segment to the total packet length */
2260         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2261
2262         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2263                 return -1;
2264
2265         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2266         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2267
2268         /* Append data from next segments to the first one */
2269         m = mbuf->next;
2270         while (m != NULL) {
2271                 m_next = m->next;
2272
2273                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2274                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2275                 buffer += seg_len;
2276
2277                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2278                 m = m_next;
2279         }
2280
2281         mbuf->next = NULL;
2282         mbuf->nb_segs = 1;
2283
2284         return 0;
2285 }
2286
2287 /**
2288  * Dump an mbuf structure to a file.
2289  *
2290  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2291  * segments (in the case of a chained buffer).
2292  *
2293  * @param f
2294  *   A pointer to a file for output
2295  * @param m
2296  *   The packet mbuf.
2297  * @param dump_len
2298  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2299  *   the packet.
2300  */
2301 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2302
2303 /**
2304  * Get the value of mbuf sched queue_id field.
2305  */
2306 static inline uint32_t
2307 rte_mbuf_sched_queue_get(const struct rte_mbuf *m)
2308 {
2309         return m->hash.sched.queue_id;
2310 }
2311
2312 /**
2313  * Get the value of mbuf sched traffic_class field.
2314  */
2315 static inline uint8_t
2316 rte_mbuf_sched_traffic_class_get(const struct rte_mbuf *m)
2317 {
2318         return m->hash.sched.traffic_class;
2319 }
2320
2321 /**
2322  * Get the value of mbuf sched color field.
2323  */
2324 static inline uint8_t
2325 rte_mbuf_sched_color_get(const struct rte_mbuf *m)
2326 {
2327         return m->hash.sched.color;
2328 }
2329
2330 /**
2331  * Get the values of mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
2332  *
2333  * @param m
2334  *   Mbuf to read
2335  * @param queue_id
2336  *  Returns the queue id
2337  * @param traffic_class
2338  *  Returns the traffic class id
2339  * @param color
2340  *  Returns the colour id
2341  */
2342 static inline void
2343 rte_mbuf_sched_get(const struct rte_mbuf *m, uint32_t *queue_id,
2344                         uint8_t *traffic_class,
2345                         uint8_t *color)
2346 {
2347         struct rte_mbuf_sched sched = m->hash.sched;
2348
2349         *queue_id = sched.queue_id;
2350         *traffic_class = sched.traffic_class;
2351         *color = sched.color;
2352 }
2353
2354 /**
2355  * Set the mbuf sched queue_id to the defined value.
2356  */
2357 static inline void
2358 rte_mbuf_sched_queue_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id)
2359 {
2360         m->hash.sched.queue_id = queue_id;
2361 }
2362
2363 /**
2364  * Set the mbuf sched traffic_class id to the defined value.
2365  */
2366 static inline void
2367 rte_mbuf_sched_traffic_class_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t traffic_class)
2368 {
2369         m->hash.sched.traffic_class = traffic_class;
2370 }
2371
2372 /**
2373  * Set the mbuf sched color id to the defined value.
2374  */
2375 static inline void
2376 rte_mbuf_sched_color_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t color)
2377 {
2378         m->hash.sched.color = color;
2379 }
2380
2381 /**
2382  * Set the mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
2383  *
2384  * @param m
2385  *   Mbuf to set
2386  * @param queue_id
2387  *  Queue id value to be set
2388  * @param traffic_class
2389  *  Traffic class id value to be set
2390  * @param color
2391  *  Color id to be set
2392  */
2393 static inline void
2394 rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
2395                         uint8_t traffic_class,
2396                         uint8_t color)
2397 {
2398         m->hash.sched = (struct rte_mbuf_sched){
2399                                 .queue_id = queue_id,
2400                                 .traffic_class = traffic_class,
2401                                 .color = color,
2402                         };
2403 }
2404
2405 #ifdef __cplusplus
2406 }
2407 #endif
2408
2409 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */