mbuf: extend mbuf pool private structure
[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_byteorder.h>
44 #include <rte_mbuf_ptype.h>
45 #include <rte_mbuf_core.h>
46
47 #ifdef __cplusplus
48 extern "C" {
49 #endif
50
51 /**
52  * Get the name of a RX offload flag
53  *
54  * @param mask
55  *   The mask describing the flag.
56  * @return
57  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
58  */
59 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
60
61 /**
62  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
63  *
64  * @param mask
65  *   The mask describing the RX flags.
66  * @param buf
67  *   The output buffer.
68  * @param buflen
69  *   The length of the buffer.
70  * @return
71  *   0 on success, (-1) on error.
72  */
73 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
74
75 /**
76  * Get the name of a TX offload flag
77  *
78  * @param mask
79  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
80  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
81  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
82  * @return
83  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
84  */
85 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
86
87 /**
88  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
89  *
90  * @param mask
91  *   The mask describing the TX flags.
92  * @param buf
93  *   The output buffer.
94  * @param buflen
95  *   The length of the buffer.
96  * @return
97  *   0 on success, (-1) on error.
98  */
99 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
100
101 /**
102  * Prefetch the first part of the mbuf
103  *
104  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
105  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
106  * 64B, the second part will also be prefetched.
107  *
108  * @param m
109  *   The pointer to the mbuf.
110  */
111 static inline void
112 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
113 {
114         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
115 }
116
117 /**
118  * Prefetch the second part of the mbuf
119  *
120  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
121  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
122  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
123  * already in cache.
124  *
125  * @param m
126  *   The pointer to the mbuf.
127  */
128 static inline void
129 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
130 {
131 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
132         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
133 #else
134         RTE_SET_USED(m);
135 #endif
136 }
137
138
139 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
140
141 /**
142  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
143  *
144  * @param mb
145  *   The pointer to the mbuf.
146  * @return
147  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
148  */
149 static inline rte_iova_t
150 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
151 {
152         return mb->buf_iova + mb->data_off;
153 }
154
155 __rte_deprecated
156 static inline phys_addr_t
157 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
158 {
159         return rte_mbuf_data_iova(mb);
160 }
161
162 /**
163  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
164  *
165  * This function is used by drivers in their receive function, as it
166  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
167  * the default headroom in account.
168  *
169  * @param mb
170  *   The pointer to the mbuf.
171  * @return
172  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
173  */
174 static inline rte_iova_t
175 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
176 {
177         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
178 }
179
180 __rte_deprecated
181 static inline phys_addr_t
182 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
183 {
184         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
185 }
186
187 /**
188  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
189  *
190  * @param mi
191  *   The pointer to the indirect mbuf.
192  * @return
193  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
194  */
195 static inline struct rte_mbuf *
196 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
197 {
198         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
199 }
200
201 /**
202  * Return address of buffer embedded in the given mbuf.
203  *
204  * The return value shall be same as mb->buf_addr if the mbuf is already
205  * initialized and direct. However, this API is useful if mempool of the
206  * mbuf is already known because it doesn't need to access mbuf contents in
207  * order to get the mempool pointer.
208  *
209  * @warning
210  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
211  * This will be used by rte_mbuf_to_baddr() which has redundant code once
212  * experimental tag is removed.
213  *
214  * @param mb
215  *   The pointer to the mbuf.
216  * @param mp
217  *   The pointer to the mempool of the mbuf.
218  * @return
219  *   The pointer of the mbuf buffer.
220  */
221 __rte_experimental
222 static inline char *
223 rte_mbuf_buf_addr(struct rte_mbuf *mb, struct rte_mempool *mp)
224 {
225         return (char *)mb + sizeof(*mb) + rte_pktmbuf_priv_size(mp);
226 }
227
228 /**
229  * Return the default address of the beginning of the mbuf data.
230  *
231  * @warning
232  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
233  *
234  * @param mb
235  *   The pointer to the mbuf.
236  * @return
237  *   The pointer of the beginning of the mbuf data.
238  */
239 __rte_experimental
240 static inline char *
241 rte_mbuf_data_addr_default(__rte_unused struct rte_mbuf *mb)
242 {
243         /* gcc complains about calling this experimental function even
244          * when not using it. Hide it with ALLOW_EXPERIMENTAL_API.
245          */
246 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
247         return rte_mbuf_buf_addr(mb, mb->pool) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
248 #else
249         return NULL;
250 #endif
251 }
252
253 /**
254  * Return address of buffer embedded in the given mbuf.
255  *
256  * @note: Accessing mempool pointer of a mbuf is expensive because the
257  * pointer is stored in the 2nd cache line of mbuf. If mempool is known, it
258  * is better not to reference the mempool pointer in mbuf but calling
259  * rte_mbuf_buf_addr() would be more efficient.
260  *
261  * @param md
262  *   The pointer to the mbuf.
263  * @return
264  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
265  */
266 static inline char *
267 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
268 {
269 #ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
270         return rte_mbuf_buf_addr(md, md->pool);
271 #else
272         char *buffer_addr;
273         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
274         return buffer_addr;
275 #endif
276 }
277
278 /**
279  * Return the starting address of the private data area embedded in
280  * the given mbuf.
281  *
282  * Note that no check is made to ensure that a private data area
283  * actually exists in the supplied mbuf.
284  *
285  * @param m
286  *   The pointer to the mbuf.
287  * @return
288  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
289  */
290 __rte_experimental
291 static inline void *
292 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
293 {
294         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
295 }
296
297 /**
298  * Private data in case of pktmbuf pool.
299  *
300  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
301  * appended after the mempool structure (in private data).
302  */
303 struct rte_pktmbuf_pool_private {
304         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
305         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
306         uint32_t flags; /**< reserved for future use. */
307 };
308
309 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
310
311 /**  check mbuf type in debug mode */
312 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
313
314 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
315
316 /**  check mbuf type in debug mode */
317 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
318
319 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
320
321 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
322
323 /**
324  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
325  * @param m
326  *   Mbuf to read
327  * @return
328  *   Reference count number.
329  */
330 static inline uint16_t
331 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
332 {
333         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
334 }
335
336 /**
337  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
338  * @param m
339  *   Mbuf to update
340  * @param new_value
341  *   Value set
342  */
343 static inline void
344 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
345 {
346         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
347 }
348
349 /* internal */
350 static inline uint16_t
351 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
352 {
353         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
354 }
355
356 /**
357  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
358  * @param m
359  *   Mbuf to update
360  * @param value
361  *   Value to add/subtract
362  * @return
363  *   Updated value
364  */
365 static inline uint16_t
366 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
367 {
368         /*
369          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
370          * call it in the case where we know we are the unique holder of
371          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
372          * operation has to be used because concurrent accesses on the
373          * reference counter can occur.
374          */
375         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
376                 ++value;
377                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
378                 return (uint16_t)value;
379         }
380
381         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
382 }
383
384 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
385
386 /* internal */
387 static inline uint16_t
388 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
389 {
390         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
391         return m->refcnt;
392 }
393
394 /**
395  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
396  */
397 static inline uint16_t
398 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
399 {
400         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
401 }
402
403 /**
404  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
405  */
406 static inline uint16_t
407 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
408 {
409         return m->refcnt;
410 }
411
412 /**
413  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
414  */
415 static inline void
416 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
417 {
418         m->refcnt = new_value;
419 }
420
421 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
422
423 /**
424  * Reads the refcnt of an external buffer.
425  *
426  * @param shinfo
427  *   Shared data of the external buffer.
428  * @return
429  *   Reference count number.
430  */
431 static inline uint16_t
432 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
433 {
434         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
435 }
436
437 /**
438  * Set refcnt of an external buffer.
439  *
440  * @param shinfo
441  *   Shared data of the external buffer.
442  * @param new_value
443  *   Value set
444  */
445 static inline void
446 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
447         uint16_t new_value)
448 {
449         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
450 }
451
452 /**
453  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
454  * value.
455  *
456  * @param shinfo
457  *   Shared data of the external buffer.
458  * @param value
459  *   Value to add/subtract
460  * @return
461  *   Updated value
462  */
463 static inline uint16_t
464 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
465         int16_t value)
466 {
467         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
468                 ++value;
469                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
470                 return (uint16_t)value;
471         }
472
473         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
474 }
475
476 /** Mbuf prefetch */
477 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
478         if ((m) != NULL)                        \
479                 rte_prefetch0(m);               \
480 } while (0)
481
482
483 /**
484  * Sanity checks on an mbuf.
485  *
486  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
487  * panic if corruption is detected.
488  *
489  * @param m
490  *   The mbuf to be checked.
491  * @param is_header
492  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
493  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
494  */
495 void
496 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
497
498 /**
499  * Sanity checks on a mbuf.
500  *
501  * Almost like rte_mbuf_sanity_check(), but this function gives the reason
502  * if corruption is detected rather than panic.
503  *
504  * @param m
505  *   The mbuf to be checked.
506  * @param is_header
507  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
508  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
509  * @param reason
510  *   A reference to a string pointer where to store the reason why a mbuf is
511  *   considered invalid.
512  * @return
513  *   - 0 if no issue has been found, reason is left untouched.
514  *   - -1 if a problem is detected, reason then points to a string describing
515  *     the reason why the mbuf is deemed invalid.
516  */
517 __rte_experimental
518 int rte_mbuf_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header,
519                    const char **reason);
520
521 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
522         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
523         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
524         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
525         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
526 } while (0)
527
528 /**
529  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
530  *
531  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
532  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
533  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
534  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
535  *
536  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
537  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
538  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
539  * by the caller.
540  *
541  * @param mp
542  *   The mempool from which mbuf is allocated.
543  * @return
544  *   - The pointer to the new mbuf on success.
545  *   - NULL if allocation failed.
546  */
547 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
548 {
549         struct rte_mbuf *m;
550
551         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
552                 return NULL;
553         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
554         return m;
555 }
556
557 /**
558  * Put mbuf back into its original mempool.
559  *
560  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
561  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
562  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
563  *
564  * This function should be used with care, when optimization is
565  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
566  * rte_pktmbuf_free_seg().
567  *
568  * @param m
569  *   The mbuf to be freed.
570  */
571 static __rte_always_inline void
572 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
573 {
574         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
575         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
576         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
577         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
578         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
579         rte_mempool_put(m->pool, m);
580 }
581
582 /**
583  * The packet mbuf constructor.
584  *
585  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
586  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
587  * address, and so on). This function is given as a callback function to
588  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
589  *
590  * @param mp
591  *   The mempool from which mbufs originate.
592  * @param opaque_arg
593  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
594  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
595  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
596  * @param m
597  *   The mbuf to initialize.
598  * @param i
599  *   The index of the mbuf in the pool table.
600  */
601 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
602                       void *m, unsigned i);
603
604
605 /**
606  * A  packet mbuf pool constructor.
607  *
608  * This function initializes the mempool private data in the case of a
609  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
610  * function must be called on the mempool before it is used, or it
611  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
612  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
613  * provide another packet size.
614  *
615  * @param mp
616  *   The mempool from which mbufs originate.
617  * @param opaque_arg
618  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
619  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
620  *   rte_mempool_create().
621  */
622 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
623
624 /**
625  * Create a mbuf pool.
626  *
627  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
628  * a wrapper to rte_mempool functions.
629  *
630  * @param name
631  *   The name of the mbuf pool.
632  * @param n
633  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
634  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
635  *   n = (2^q - 1).
636  * @param cache_size
637  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
638  *   details.
639  * @param priv_size
640  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
641  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
642  * @param data_room_size
643  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
644  * @param socket_id
645  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
646  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
647  *   reserved zone.
648  * @return
649  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
650  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
651  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
652  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
653  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
654  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
655  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
656  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
657  */
658 struct rte_mempool *
659 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
660         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
661         int socket_id);
662
663 /**
664  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
665  *
666  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
667  * a wrapper to rte_mempool functions.
668  *
669  * @param name
670  *   The name of the mbuf pool.
671  * @param n
672  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
673  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
674  *   n = (2^q - 1).
675  * @param cache_size
676  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
677  *   details.
678  * @param priv_size
679  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
680  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
681  * @param data_room_size
682  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
683  * @param socket_id
684  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
685  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
686  *   reserved zone.
687  * @param ops_name
688  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
689  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
690  * @return
691  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
692  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
693  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
694  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
695  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
696  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
697  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
698  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
699  */
700 struct rte_mempool *
701 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
702         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
703         int socket_id, const char *ops_name);
704
705 /**
706  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
707  *
708  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
709  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
710  *
711  * @param mp
712  *   The packet mbuf pool.
713  * @return
714  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
715  */
716 static inline uint16_t
717 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
718 {
719         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
720
721         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
722         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
723 }
724
725 /**
726  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
727  *
728  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
729  * structure and the data buffer where an application can store data
730  * associated to a packet.
731  *
732  * @param mp
733  *   The packet mbuf pool.
734  * @return
735  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
736  */
737 static inline uint16_t
738 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
739 {
740         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
741
742         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
743         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
744 }
745
746 /**
747  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
748  *
749  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
750  *
751  * @param m
752  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
753  */
754 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
755 {
756         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
757                                         (uint16_t)m->buf_len);
758 }
759
760 /**
761  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
762  *
763  * The given mbuf must have only one segment.
764  *
765  * @param m
766  *   The packet mbuf to be reset.
767  */
768 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
769
770 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
771 {
772         m->next = NULL;
773         m->pkt_len = 0;
774         m->tx_offload = 0;
775         m->vlan_tci = 0;
776         m->vlan_tci_outer = 0;
777         m->nb_segs = 1;
778         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
779
780         m->ol_flags = 0;
781         m->packet_type = 0;
782         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
783
784         m->data_len = 0;
785         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
786 }
787
788 /**
789  * Allocate a new mbuf from a mempool.
790  *
791  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
792  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
793  * (if buffer size allows).
794  *
795  * @param mp
796  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
797  * @return
798  *   - The pointer to the new mbuf on success.
799  *   - NULL if allocation failed.
800  */
801 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
802 {
803         struct rte_mbuf *m;
804         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
805                 rte_pktmbuf_reset(m);
806         return m;
807 }
808
809 /**
810  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
811  * values.
812  *
813  *  @param pool
814  *    The mempool from which mbufs are allocated.
815  *  @param mbufs
816  *    Array of pointers to mbufs
817  *  @param count
818  *    Array size
819  *  @return
820  *   - 0: Success
821  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
822  */
823 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
824          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
825 {
826         unsigned idx = 0;
827         int rc;
828
829         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
830         if (unlikely(rc))
831                 return rc;
832
833         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
834          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
835          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
836          * check if count is zero.
837          */
838         switch (count % 4) {
839         case 0:
840                 while (idx != count) {
841                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
842                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
843                         idx++;
844                         /* fall-through */
845         case 3:
846                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
847                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
848                         idx++;
849                         /* fall-through */
850         case 2:
851                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
852                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
853                         idx++;
854                         /* fall-through */
855         case 1:
856                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
857                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
858                         idx++;
859                         /* fall-through */
860                 }
861         }
862         return 0;
863 }
864
865 /**
866  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
867  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
868  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
869  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
870  * separately, this should not be called but application has to properly
871  * initialize the shared data according to its need.
872  *
873  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
874  *
875  * @warning
876  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
877  * after this initialization. This shall be used for
878  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
879  *
880  * @param buf_addr
881  *   The pointer to the external buffer.
882  * @param [in,out] buf_len
883  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
884  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
885  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
886  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
887  * @param free_cb
888  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
889  *   freed.
890  * @param fcb_opaque
891  *   Argument for the free callback function.
892  *
893  * @return
894  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
895  *   otherwise.
896  */
897 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
898 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
899         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
900 {
901         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
902         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
903         void *addr;
904
905         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
906                                    sizeof(uintptr_t));
907         if (addr <= buf_addr)
908                 return NULL;
909
910         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
911         shinfo->free_cb = free_cb;
912         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
913         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
914
915         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
916         return shinfo;
917 }
918
919 /**
920  * Attach an external buffer to a mbuf.
921  *
922  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
923  * it, corresponding free callback function and its argument should be
924  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
925  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
926  *
927  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
928  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
929  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
930  *
931  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
932  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
933  * this API.
934  *
935  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
936  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
937  *
938  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
939  * the content properly, especially free callback and refcnt. The pointer
940  * of shared data will be stored in m->shinfo.
941  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
942  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
943  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
944  *
945  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
946  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
947  *                                             free_cb, fcb_arg);
948  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
949  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
950  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
951  *
952  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
953  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
954  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
955  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
956  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
957  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
958  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
959  *   external buffer is writable.
960  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
961  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
962  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
963  *
964  * @param m
965  *   The pointer to the mbuf.
966  * @param buf_addr
967  *   The pointer to the external buffer.
968  * @param buf_iova
969  *   IO address of the external buffer.
970  * @param buf_len
971  *   The size of the external buffer.
972  * @param shinfo
973  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
974  */
975 static inline void
976 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
977         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
978         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
979 {
980         /* mbuf should not be read-only */
981         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
982         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
983
984         m->buf_addr = buf_addr;
985         m->buf_iova = buf_iova;
986         m->buf_len = buf_len;
987
988         m->data_len = 0;
989         m->data_off = 0;
990
991         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
992         m->shinfo = shinfo;
993 }
994
995 /**
996  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
997  * ``rte_pktmbuf_detach()``
998  *
999  * @param m
1000  *   The mbuf having external buffer.
1001  */
1002 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1003
1004 /**
1005  * Copy dynamic fields from msrc to mdst.
1006  *
1007  * @param mdst
1008  *   The destination mbuf.
1009  * @param msrc
1010  *   The source mbuf.
1011  */
1012 static inline void
1013 rte_mbuf_dynfield_copy(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
1014 {
1015         memcpy(&mdst->dynfield1, msrc->dynfield1, sizeof(mdst->dynfield1));
1016 }
1017
1018 /* internal */
1019 static inline void
1020 __rte_pktmbuf_copy_hdr(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
1021 {
1022         mdst->port = msrc->port;
1023         mdst->vlan_tci = msrc->vlan_tci;
1024         mdst->vlan_tci_outer = msrc->vlan_tci_outer;
1025         mdst->tx_offload = msrc->tx_offload;
1026         mdst->hash = msrc->hash;
1027         mdst->packet_type = msrc->packet_type;
1028         mdst->timestamp = msrc->timestamp;
1029         rte_mbuf_dynfield_copy(mdst, msrc);
1030 }
1031
1032 /**
1033  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1034  *
1035  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1036  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1037  * external buffer instead of mbuf indirection.
1038  *
1039  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1040  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1041  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1042  *
1043  * Right now, not supported:
1044  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1045  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1046  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1047  *
1048  * @param mi
1049  *   The indirect packet mbuf.
1050  * @param m
1051  *   The packet mbuf we're attaching to.
1052  */
1053 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1054 {
1055         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1056             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1057
1058         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1059                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1060                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1061                 mi->shinfo = m->shinfo;
1062         } else {
1063                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1064                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1065                 mi->priv_size = m->priv_size;
1066                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1067         }
1068
1069         __rte_pktmbuf_copy_hdr(mi, m);
1070
1071         mi->data_off = m->data_off;
1072         mi->data_len = m->data_len;
1073         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1074         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1075         mi->buf_len = m->buf_len;
1076
1077         mi->next = NULL;
1078         mi->pkt_len = mi->data_len;
1079         mi->nb_segs = 1;
1080
1081         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1082         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1083 }
1084
1085 /**
1086  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1087  *
1088  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1089  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1090  * callback.
1091  */
1092 static inline void
1093 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1094 {
1095         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1096         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1097
1098         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1099                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1100 }
1101
1102 /**
1103  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1104  *
1105  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1106  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1107  */
1108 static inline void
1109 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1110 {
1111         struct rte_mbuf *md;
1112
1113         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_CLONED(m));
1114
1115         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1116
1117         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1118                 md->next = NULL;
1119                 md->nb_segs = 1;
1120                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1121                 rte_mbuf_raw_free(md);
1122         }
1123 }
1124
1125 /**
1126  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1127  *
1128  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1129  *    becomes zero.
1130  *  - restore original mbuf address and length values.
1131  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1132  *
1133  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1134  *
1135  * @param m
1136  *   The indirect attached packet mbuf.
1137  */
1138 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1139 {
1140         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1141         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1142         uint16_t priv_size;
1143
1144         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1145                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1146         else
1147                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1148
1149         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1150         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1151         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1152
1153         m->priv_size = priv_size;
1154         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1155         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1156         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1157         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1158         m->data_len = 0;
1159         m->ol_flags = 0;
1160 }
1161
1162 /**
1163  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1164  *
1165  * This function does the same than a free, except that it does not
1166  * return the segment to its pool.
1167  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1168  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1169  *
1170  * @param m
1171  *   The mbuf to be unlinked
1172  * @return
1173  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1174  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1175  */
1176 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1177 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1178 {
1179         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1180
1181         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1182
1183                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1184                         rte_pktmbuf_detach(m);
1185
1186                 if (m->next != NULL) {
1187                         m->next = NULL;
1188                         m->nb_segs = 1;
1189                 }
1190
1191                 return m;
1192
1193         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1194
1195                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1196                         rte_pktmbuf_detach(m);
1197
1198                 if (m->next != NULL) {
1199                         m->next = NULL;
1200                         m->nb_segs = 1;
1201                 }
1202                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1203
1204                 return m;
1205         }
1206         return NULL;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1211  *
1212  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1213  * buffers.
1214  *
1215  * @param m
1216  *   The packet mbuf segment to be freed.
1217  */
1218 static __rte_always_inline void
1219 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1220 {
1221         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1222         if (likely(m != NULL))
1223                 rte_mbuf_raw_free(m);
1224 }
1225
1226 /**
1227  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1228  *
1229  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1230  * segment is added back into its original mempool.
1231  *
1232  * @param m
1233  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1234  */
1235 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1236 {
1237         struct rte_mbuf *m_next;
1238
1239         if (m != NULL)
1240                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1241
1242         while (m != NULL) {
1243                 m_next = m->next;
1244                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1245                 m = m_next;
1246         }
1247 }
1248
1249 /**
1250  * Free a bulk of packet mbufs back into their original mempools.
1251  *
1252  * Free a bulk of mbufs, and all their segments in case of chained buffers.
1253  * Each segment is added back into its original mempool.
1254  *
1255  *  @param mbufs
1256  *    Array of pointers to packet mbufs.
1257  *    The array may contain NULL pointers.
1258  *  @param count
1259  *    Array size.
1260  */
1261 __rte_experimental
1262 void rte_pktmbuf_free_bulk(struct rte_mbuf **mbufs, unsigned int count);
1263
1264 /**
1265  * Create a "clone" of the given packet mbuf.
1266  *
1267  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1268  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1269  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1270  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1271  * from the original packet mbuf.
1272  *
1273  * @param md
1274  *   The packet mbuf to be cloned.
1275  * @param mp
1276  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1277  * @return
1278  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1279  *   - NULL if allocation fails.
1280  */
1281 struct rte_mbuf *
1282 rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md, struct rte_mempool *mp);
1283
1284 /**
1285  * Create a full copy of a given packet mbuf.
1286  *
1287  * Copies all the data from a given packet mbuf to a newly allocated
1288  * set of mbufs. The private data are is not copied.
1289  *
1290  * @param m
1291  *   The packet mbuf to be copiedd.
1292  * @param mp
1293  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1294  * @param offset
1295  *   The number of bytes to skip before copying.
1296  *   If the mbuf does not have that many bytes, it is an error
1297  *   and NULL is returned.
1298  * @param length
1299  *   The upper limit on bytes to copy.  Passing UINT32_MAX
1300  *   means all data (after offset).
1301  * @return
1302  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1303  *   - NULL if allocation fails.
1304  */
1305 __rte_experimental
1306 struct rte_mbuf *
1307 rte_pktmbuf_copy(const struct rte_mbuf *m, struct rte_mempool *mp,
1308                  uint32_t offset, uint32_t length);
1309
1310 /**
1311  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1312  *
1313  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1314  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1315  *
1316  * @param m
1317  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1318  * @param v
1319  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1320  */
1321 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1322 {
1323         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1324
1325         do {
1326                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1327         } while ((m = m->next) != NULL);
1328 }
1329
1330 /**
1331  * Get the headroom in a packet mbuf.
1332  *
1333  * @param m
1334  *   The packet mbuf.
1335  * @return
1336  *   The length of the headroom.
1337  */
1338 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1339 {
1340         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1341         return m->data_off;
1342 }
1343
1344 /**
1345  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1346  *
1347  * @param m
1348  *   The packet mbuf.
1349  * @return
1350  *   The length of the tailroom.
1351  */
1352 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1353 {
1354         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1355         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1356                           m->data_len);
1357 }
1358
1359 /**
1360  * Get the last segment of the packet.
1361  *
1362  * @param m
1363  *   The packet mbuf.
1364  * @return
1365  *   The last segment of the given mbuf.
1366  */
1367 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1368 {
1369         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1370         while (m->next != NULL)
1371                 m = m->next;
1372         return m;
1373 }
1374
1375 /* deprecated */
1376 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1377         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1378
1379 /* deprecated */
1380 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1381
1382 /**
1383  * A macro that returns the length of the packet.
1384  *
1385  * The value can be read or assigned.
1386  *
1387  * @param m
1388  *   The packet mbuf.
1389  */
1390 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1391
1392 /**
1393  * A macro that returns the length of the segment.
1394  *
1395  * The value can be read or assigned.
1396  *
1397  * @param m
1398  *   The packet mbuf.
1399  */
1400 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1401
1402 /**
1403  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1404  *
1405  * Returns a pointer to the new
1406  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1407  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1408  *
1409  * @param m
1410  *   The pkt mbuf.
1411  * @param len
1412  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1413  * @return
1414  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1415  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1416  */
1417 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1418                                         uint16_t len)
1419 {
1420         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1421
1422         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1423                 return NULL;
1424
1425         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1426          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1427          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1428         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1429         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1430         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1431
1432         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1433 }
1434
1435 /**
1436  * Append len bytes to an mbuf.
1437  *
1438  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1439  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1440  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1441  *
1442  * @param m
1443  *   The packet mbuf.
1444  * @param len
1445  *   The amount of data to append (in bytes).
1446  * @return
1447  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1448  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1449  */
1450 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1451 {
1452         void *tail;
1453         struct rte_mbuf *m_last;
1454
1455         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1456
1457         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1458         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1459                 return NULL;
1460
1461         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1462         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1463         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1464         return (char*) tail;
1465 }
1466
1467 /**
1468  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1469  *
1470  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1471  * length is greater than the length of the first segment, then the
1472  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1473  *
1474  * @param m
1475  *   The packet mbuf.
1476  * @param len
1477  *   The amount of data to remove (in bytes).
1478  * @return
1479  *   A pointer to the new start of the data.
1480  */
1481 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1482 {
1483         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1484
1485         if (unlikely(len > m->data_len))
1486                 return NULL;
1487
1488         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
1489          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
1490          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1491         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1492         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
1493         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1494         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1495 }
1496
1497 /**
1498  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1499  *
1500  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1501  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1502  *
1503  * @param m
1504  *   The packet mbuf.
1505  * @param len
1506  *   The amount of data to remove (in bytes).
1507  * @return
1508  *   - 0: On success.
1509  *   - -1: On error.
1510  */
1511 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1512 {
1513         struct rte_mbuf *m_last;
1514
1515         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1516
1517         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1518         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1519                 return -1;
1520
1521         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1522         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1523         return 0;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * Test if mbuf data is contiguous.
1528  *
1529  * @param m
1530  *   The packet mbuf.
1531  * @return
1532  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1533  *   - 0, if there is several segments.
1534  */
1535 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1536 {
1537         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1538         return !!(m->nb_segs == 1);
1539 }
1540
1541 /**
1542  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1543  */
1544 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1545         uint32_t len, void *buf);
1546
1547 /**
1548  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1549  *
1550  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1551  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1552  * pointer.
1553  *
1554  * @param m
1555  *   The pointer to the mbuf.
1556  * @param off
1557  *   The offset of the data in the mbuf.
1558  * @param len
1559  *   The amount of bytes to read.
1560  * @param buf
1561  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
1562  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1563  * @return
1564  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1565  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1566  */
1567 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1568         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1569 {
1570         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1571                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1572         else
1573                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1574 }
1575
1576 /**
1577  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1578  *
1579  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1580  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1581  * chain the entries manually.
1582  *
1583  * @param head
1584  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1585  * @param tail
1586  *   The mbuf to put last in the chain
1587  *
1588  * @return
1589  *   - 0, on success.
1590  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
1591  */
1592 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1593 {
1594         struct rte_mbuf *cur_tail;
1595
1596         /* Check for number-of-segments-overflow */
1597         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
1598                 return -EOVERFLOW;
1599
1600         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1601         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1602         cur_tail->next = tail;
1603
1604         /* accumulate number of segments and total length.
1605          * NB: elaborating the addition like this instead of using
1606          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1607          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1608         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1609         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1610
1611         /* pkt_len is only set in the head */
1612         tail->pkt_len = tail->data_len;
1613
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 /*
1618  * @warning
1619  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1620  *
1621  * For given input values generate raw tx_offload value.
1622  * Note that it is caller responsibility to make sure that input parameters
1623  * don't exceed maximum bit-field values.
1624  * @param il2
1625  *   l2_len value.
1626  * @param il3
1627  *   l3_len value.
1628  * @param il4
1629  *   l4_len value.
1630  * @param tso
1631  *   tso_segsz value.
1632  * @param ol3
1633  *   outer_l3_len value.
1634  * @param ol2
1635  *   outer_l2_len value.
1636  * @param unused
1637  *   unused value.
1638  * @return
1639  *   raw tx_offload value.
1640  */
1641 static __rte_always_inline uint64_t
1642 rte_mbuf_tx_offload(uint64_t il2, uint64_t il3, uint64_t il4, uint64_t tso,
1643         uint64_t ol3, uint64_t ol2, uint64_t unused)
1644 {
1645         return il2 << RTE_MBUF_L2_LEN_OFS |
1646                 il3 << RTE_MBUF_L3_LEN_OFS |
1647                 il4 << RTE_MBUF_L4_LEN_OFS |
1648                 tso << RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS |
1649                 ol3 << RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS |
1650                 ol2 << RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS |
1651                 unused << RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_OFS;
1652 }
1653
1654 /**
1655  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1656  *
1657  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1658  *
1659  * @param m
1660  *   The packet mbuf to be validated.
1661  * @return
1662  *   0 if packet is valid
1663  */
1664 static inline int
1665 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1666 {
1667         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1668
1669         /* Does packet set any of available offloads? */
1670         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1671                 return 0;
1672
1673         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1674         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1675                 return -EINVAL;
1676
1677         /* IP type not set when required */
1678         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1679                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1680                         return -EINVAL;
1681
1682         /* Check requirements for TSO packet */
1683         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1684                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1685                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1686                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1687                         return -EINVAL;
1688
1689         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1690         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1691                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1692                 return -EINVAL;
1693
1694         return 0;
1695 }
1696
1697 /**
1698  * @internal used by rte_pktmbuf_linearize().
1699  */
1700 int __rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf);
1701
1702 /**
1703  * Linearize data in mbuf.
1704  *
1705  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1706  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1707  *
1708  * @param mbuf
1709  *   mbuf to linearize
1710  * @return
1711  *   - 0, on success
1712  *   - -1, on error
1713  */
1714 static inline int
1715 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1716 {
1717         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1718                 return 0;
1719         return __rte_pktmbuf_linearize(mbuf);
1720 }
1721
1722 /**
1723  * Dump an mbuf structure to a file.
1724  *
1725  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1726  * segments (in the case of a chained buffer).
1727  *
1728  * @param f
1729  *   A pointer to a file for output
1730  * @param m
1731  *   The packet mbuf.
1732  * @param dump_len
1733  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1734  *   the packet.
1735  */
1736 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1737
1738 /**
1739  * Get the value of mbuf sched queue_id field.
1740  */
1741 static inline uint32_t
1742 rte_mbuf_sched_queue_get(const struct rte_mbuf *m)
1743 {
1744         return m->hash.sched.queue_id;
1745 }
1746
1747 /**
1748  * Get the value of mbuf sched traffic_class field.
1749  */
1750 static inline uint8_t
1751 rte_mbuf_sched_traffic_class_get(const struct rte_mbuf *m)
1752 {
1753         return m->hash.sched.traffic_class;
1754 }
1755
1756 /**
1757  * Get the value of mbuf sched color field.
1758  */
1759 static inline uint8_t
1760 rte_mbuf_sched_color_get(const struct rte_mbuf *m)
1761 {
1762         return m->hash.sched.color;
1763 }
1764
1765 /**
1766  * Get the values of mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
1767  *
1768  * @param m
1769  *   Mbuf to read
1770  * @param queue_id
1771  *  Returns the queue id
1772  * @param traffic_class
1773  *  Returns the traffic class id
1774  * @param color
1775  *  Returns the colour id
1776  */
1777 static inline void
1778 rte_mbuf_sched_get(const struct rte_mbuf *m, uint32_t *queue_id,
1779                         uint8_t *traffic_class,
1780                         uint8_t *color)
1781 {
1782         struct rte_mbuf_sched sched = m->hash.sched;
1783
1784         *queue_id = sched.queue_id;
1785         *traffic_class = sched.traffic_class;
1786         *color = sched.color;
1787 }
1788
1789 /**
1790  * Set the mbuf sched queue_id to the defined value.
1791  */
1792 static inline void
1793 rte_mbuf_sched_queue_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id)
1794 {
1795         m->hash.sched.queue_id = queue_id;
1796 }
1797
1798 /**
1799  * Set the mbuf sched traffic_class id to the defined value.
1800  */
1801 static inline void
1802 rte_mbuf_sched_traffic_class_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t traffic_class)
1803 {
1804         m->hash.sched.traffic_class = traffic_class;
1805 }
1806
1807 /**
1808  * Set the mbuf sched color id to the defined value.
1809  */
1810 static inline void
1811 rte_mbuf_sched_color_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t color)
1812 {
1813         m->hash.sched.color = color;
1814 }
1815
1816 /**
1817  * Set the mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
1818  *
1819  * @param m
1820  *   Mbuf to set
1821  * @param queue_id
1822  *  Queue id value to be set
1823  * @param traffic_class
1824  *  Traffic class id value to be set
1825  * @param color
1826  *  Color id to be set
1827  */
1828 static inline void
1829 rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
1830                         uint8_t traffic_class,
1831                         uint8_t color)
1832 {
1833         m->hash.sched = (struct rte_mbuf_sched){
1834                                 .queue_id = queue_id,
1835                                 .traffic_class = traffic_class,
1836                                 .color = color,
1837                                 .reserved = 0,
1838                         };
1839 }
1840
1841 #ifdef __cplusplus
1842 }
1843 #endif
1844
1845 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */