mbuf: support dynamic fields and flags
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
index 5d610cb..92d8197 100644 (file)
@@ -1,35 +1,6 @@
-/*-
- *   BSD LICENSE
- * 
- *   Copyright(c) 2010-2013 Intel Corporation. All rights reserved.
- *   All rights reserved.
- * 
- *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without 
- *   modification, are permitted provided that the following conditions 
- *   are met:
- * 
- *     * Redistributions of source code must retain the above copyright 
- *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
- *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright 
- *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in 
- *       the documentation and/or other materials provided with the 
- *       distribution.
- *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its 
- *       contributors may be used to endorse or promote products derived 
- *       from this software without specific prior written permission.
- * 
- *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS 
- *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT 
- *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR 
- *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT 
- *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, 
- *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT 
- *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, 
- *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY 
- *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT 
- *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE 
- *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
- * 
+/* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+ * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
+ * Copyright 2014 6WIND S.A.
  */
 
 #ifndef _RTE_MBUF_H_
  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
  * RTE mempool library.
  *
- * This library provide an API to allocate/free mbufs, manipulate
- * control message buffer (ctrlmbuf), which are generic message
- * buffers, and packet buffers (pktmbuf), which are used to carry
- * network packets.
+ * The preferred way to create a mbuf pool is to use
+ * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
+ * application may want to have more control (ex: populate the pool with
+ * specific memory), in this case it is possible to use functions from
+ * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
+ * details.
+ *
+ * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
+ * used to carry network packets.
  *
  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
- *
- * The main modification of this implementation is the use of mbuf for
- * transports other than packets. mbufs can have other types.
  */
 
 #include <stdint.h>
+#include <rte_compat.h>
+#include <rte_common.h>
+#include <rte_config.h>
 #include <rte_mempool.h>
+#include <rte_memory.h>
 #include <rte_atomic.h>
 #include <rte_prefetch.h>
 #include <rte_branch_prediction.h>
+#include <rte_byteorder.h>
+#include <rte_mbuf_ptype.h>
+#include <rte_mbuf_core.h>
 
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
 
 /**
- * A control message buffer.
+ * Get the name of a RX offload flag
+ *
+ * @param mask
+ *   The mask describing the flag.
+ * @return
+ *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
  */
-struct rte_ctrlmbuf {
-       void *data;        /**< Pointer to data. */
-       uint32_t data_len; /**< Length of data. */
-};
+const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
 
+/**
+ * Dump the list of RX offload flags in a buffer
+ *
+ * @param mask
+ *   The mask describing the RX flags.
+ * @param buf
+ *   The output buffer.
+ * @param buflen
+ *   The length of the buffer.
+ * @return
+ *   0 on success, (-1) on error.
+ */
+int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
 
-/*
- * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
- * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
- */
-#define PKT_RX_VLAN_PKT      0x0001 /**< RX packet is a 802.1q VLAN packet. */
-#define PKT_RX_RSS_HASH      0x0002 /**< RX packet with RSS hash result. */
-#define PKT_RX_FDIR          0x0004 /**< RX packet with FDIR infos. */
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  0x0008 /**< L4 cksum of RX pkt. is not OK. */
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  0x0010 /**< IP cksum of RX pkt. is not OK. */
-#define PKT_RX_IPV4_HDR      0x0020 /**< RX packet with IPv4 header. */
-#define PKT_RX_IPV4_HDR_EXT  0x0040 /**< RX packet with extended IPv4 header. */
-#define PKT_RX_IPV6_HDR      0x0080 /**< RX packet with IPv6 header. */
-#define PKT_RX_IPV6_HDR_EXT  0x0100 /**< RX packet with extended IPv6 header. */
-#define PKT_RX_IEEE1588_PTP  0x0200 /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
-#define PKT_RX_IEEE1588_TMST 0x0400 /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
-
-#define PKT_TX_VLAN_PKT      0x0800 /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
-#define PKT_TX_IP_CKSUM      0x1000 /**< IP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-/*
- * Bit 14~13 used for L4 packet type with checksum enabled.
- *     00: Reserved
- *     01: TCP checksum
- *     10: SCTP checksum
- *     11: UDP checksum
- */
-#define PKT_TX_L4_MASK       0x6000 /**< Mask bits for L4 checksum offload request. */
-#define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   0x0000 /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
-#define PKT_TX_TCP_CKSUM     0x2000 /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-#define PKT_TX_SCTP_CKSUM    0x4000 /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-#define PKT_TX_UDP_CKSUM     0x6000 /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-/* Bit 15 */
-#define PKT_TX_IEEE1588_TMST 0x8000 /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
-
-/**
- * Bit Mask to indicate what bits required for building TX context
- */
-#define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (PKT_TX_VLAN_PKT | PKT_TX_IP_CKSUM | PKT_TX_L4_MASK)
-
-/** Offload features */
-union rte_vlan_macip {
-       uint32_t data;
-       struct {
-               uint16_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
-               uint16_t l2_len:7; /**< L2 (MAC) Header Length. */
-               uint16_t vlan_tci;
-               /**< VLAN Tag Control Identifier (CPU order). */
-       } f;
-};
+/**
+ * Get the name of a TX offload flag
+ *
+ * @param mask
+ *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
+ *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
+ *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
+ * @return
+ *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
+ */
+const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
 
-/*
- * Compare mask for vlan_macip_len.data,
- * should be in sync with rte_vlan_macip.f layout.
- * */
-#define TX_VLAN_CMP_MASK        0xFFFF0000  /**< VLAN length - 16-bits. */
-#define TX_MAC_LEN_CMP_MASK     0x0000FE00  /**< MAC length - 7-bits. */
-#define TX_IP_LEN_CMP_MASK      0x000001FF  /**< IP  length - 9-bits. */
-/**< MAC+IP  length. */
-#define TX_MACIP_LEN_CMP_MASK   (TX_MAC_LEN_CMP_MASK | TX_IP_LEN_CMP_MASK)
-
-/**
- * A packet message buffer.
- */
-struct rte_pktmbuf {
-       /* valid for any segment */
-       struct rte_mbuf *next;  /**< Next segment of scattered packet. */
-       void* data;             /**< Start address of data in segment buffer. */
-       uint16_t data_len;      /**< Amount of data in segment buffer. */
-
-       /* these fields are valid for first segment only */
-       uint8_t nb_segs;        /**< Number of segments. */
-       uint8_t in_port;        /**< Input port. */
-       uint32_t pkt_len;       /**< Total pkt len: sum of all segment data_len. */
-
-       /* offload features */
-       union rte_vlan_macip vlan_macip;
-       union {
-               uint32_t rss;       /**< RSS hash result if RSS enabled */
-               struct {
-                       uint16_t hash;
-                       uint16_t id;
-               } fdir;             /**< Filter identifier if FDIR enabled */
-               uint32_t sched;     /**< Hierarchical scheduler */
-       } hash;                 /**< hash information */
-};
+/**
+ * Dump the list of TX offload flags in a buffer
+ *
+ * @param mask
+ *   The mask describing the TX flags.
+ * @param buf
+ *   The output buffer.
+ * @param buflen
+ *   The length of the buffer.
+ * @return
+ *   0 on success, (-1) on error.
+ */
+int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
 
 /**
- * This enum indicates the mbuf type.
+ * Prefetch the first part of the mbuf
+ *
+ * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
+ * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
+ * 64B, the second part will also be prefetched.
+ *
+ * @param m
+ *   The pointer to the mbuf.
  */
-enum rte_mbuf_type {
-       RTE_MBUF_CTRL,  /**< Control mbuf. */
-       RTE_MBUF_PKT,   /**< Packet mbuf. */
-};
+static inline void
+rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
+{
+       rte_prefetch0(&m->cacheline0);
+}
 
 /**
- * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf or a control mbuf.
- */
-struct rte_mbuf {
-       struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
-       void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
-       phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
-       uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
-       /**
-        * 16-bit Reference counter.
-        * It should only be accessed using the following functions:
-        * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
-        * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
-        * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
-        * config option.
-        */
-       union {
-               rte_atomic16_t refcnt_atomic;   /**< Atomically accessed refcnt */
-               uint16_t refcnt;                /**< Non-atomically accessed refcnt */
-       };
+ * Prefetch the second part of the mbuf
+ *
+ * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
+ * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
+ * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
+ * already in cache.
+ *
+ * @param m
+ *   The pointer to the mbuf.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
+{
+#if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
+       rte_prefetch0(&m->cacheline1);
 #else
-       uint16_t refcnt_reserved;     /**< Do not use this field */
+       RTE_SET_USED(m);
 #endif
-       uint8_t type;                 /**< Type of mbuf. */
-       uint8_t reserved;             /**< Unused field. Required for padding. */
-       uint16_t ol_flags;            /**< Offload features. */
+}
+
 
-       union {
-               struct rte_ctrlmbuf ctrl;
-               struct rte_pktmbuf pkt;
-       };
-} __rte_cache_aligned;
+static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
 
 /**
- * Given the buf_addr returns the pointer to corresponding mbuf.
+ * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
+ *
+ * @param mb
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The IO address of the beginning of the mbuf data
  */
-#define RTE_MBUF_FROM_BADDR(ba)     (((struct rte_mbuf *)(ba)) - 1)
+static inline rte_iova_t
+rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return mb->buf_iova + mb->data_off;
+}
+
+__rte_deprecated
+static inline phys_addr_t
+rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return rte_mbuf_data_iova(mb);
+}
 
 /**
- * Given the pointer to mbuf returns an address where it's  buf_addr
- * should point to.
+ * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
+ *
+ * This function is used by drivers in their receive function, as it
+ * returns the location where data should be written by the NIC, taking
+ * the default headroom in account.
+ *
+ * @param mb
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The IO address of the beginning of the mbuf data
  */
-#define RTE_MBUF_TO_BADDR(mb)       (((struct rte_mbuf *)(mb)) + 1)
+static inline rte_iova_t
+rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+}
+
+__rte_deprecated
+static inline phys_addr_t
+rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
+}
 
 /**
- * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
+ * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
+ *
+ * @param mi
+ *   The pointer to the indirect mbuf.
+ * @return
+ *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
  */
-#define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   (RTE_MBUF_FROM_BADDR((mb)->buf_addr) != (mb))
+static inline struct rte_mbuf *
+rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
+{
+       return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
+}
 
 /**
- * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
+ * Return address of buffer embedded in the given mbuf.
+ *
+ * The return value shall be same as mb->buf_addr if the mbuf is already
+ * initialized and direct. However, this API is useful if mempool of the
+ * mbuf is already known because it doesn't need to access mbuf contents in
+ * order to get the mempool pointer.
+ *
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
+ * This will be used by rte_mbuf_to_baddr() which has redundant code once
+ * experimental tag is removed.
+ *
+ * @param mb
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @param mp
+ *   The pointer to the mempool of the mbuf.
+ * @return
+ *   The pointer of the mbuf buffer.
  */
-#define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (RTE_MBUF_FROM_BADDR((mb)->buf_addr) == (mb))
+__rte_experimental
+static inline char *
+rte_mbuf_buf_addr(struct rte_mbuf *mb, struct rte_mempool *mp)
+{
+       return (char *)mb + sizeof(*mb) + rte_pktmbuf_priv_size(mp);
+}
 
+/**
+ * Return the default address of the beginning of the mbuf data.
+ *
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
+ *
+ * @param mb
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The pointer of the beginning of the mbuf data.
+ */
+__rte_experimental
+static inline char *
+rte_mbuf_data_addr_default(__rte_unused struct rte_mbuf *mb)
+{
+       /* gcc complains about calling this experimental function even
+        * when not using it. Hide it with ALLOW_EXPERIMENTAL_API.
+        */
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       return rte_mbuf_buf_addr(mb, mb->pool) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+#else
+       return NULL;
+#endif
+}
+
+/**
+ * Return address of buffer embedded in the given mbuf.
+ *
+ * @note: Accessing mempool pointer of a mbuf is expensive because the
+ * pointer is stored in the 2nd cache line of mbuf. If mempool is known, it
+ * is better not to reference the mempool pointer in mbuf but calling
+ * rte_mbuf_buf_addr() would be more efficient.
+ *
+ * @param md
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
+ */
+static inline char *
+rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
+{
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       return rte_mbuf_buf_addr(md, md->pool);
+#else
+       char *buffer_addr;
+       buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
+       return buffer_addr;
+#endif
+}
+
+/**
+ * Return the starting address of the private data area embedded in
+ * the given mbuf.
+ *
+ * Note that no check is made to ensure that a private data area
+ * actually exists in the supplied mbuf.
+ *
+ * @param m
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
+ */
+__rte_experimental
+static inline void *
+rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
+{
+       return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
+}
 
 /**
  * Private data in case of pktmbuf pool.
@@ -233,57 +301,24 @@ struct rte_mbuf {
  * appended after the mempool structure (in private data).
  */
 struct rte_pktmbuf_pool_private {
-       uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf.*/
+       uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
+       uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
 };
 
 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
 
 /**  check mbuf type in debug mode */
-#define __rte_mbuf_sanity_check(m, t, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, t, is_h)
-
-/**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
-#define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, t, is_h)        do {       \
-       if ((m) != NULL)                                   \
-               rte_mbuf_sanity_check(m, t, is_h);          \
-} while (0)
-
-/**  MBUF asserts in debug mode */
-#define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                                         \
-if (!(exp)) {                                                        \
-       rte_panic("line%d\tassert \"" #exp "\" failed\n", __LINE__); \
-}
+#define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
 
 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
 
 /**  check mbuf type in debug mode */
-#define __rte_mbuf_sanity_check(m, t, is_h) do { } while(0)
-
-/**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
-#define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, t, is_h) do { } while(0)
-
-/**  MBUF asserts in debug mode */
-#define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                do { } while(0)
+#define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
 
 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
 
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
 
-/**
- * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
- * @param m
- *   Mbuf to update
- * @param value
- *   Value to add/subtract
- * @return
- *   Updated value
- */
-static inline uint16_t
-rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
-{
-       return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
-}
-
 /**
  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
  * @param m
@@ -307,21 +342,63 @@ rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
 static inline void
 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
 {
-       rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
+       rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
 }
 
-#else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
+/* internal */
+static inline uint16_t
+__rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
+{
+       return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
+}
 
 /**
  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
+ * @param m
+ *   Mbuf to update
+ * @param value
+ *   Value to add/subtract
+ * @return
+ *   Updated value
  */
 static inline uint16_t
 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
+{
+       /*
+        * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
+        * call it in the case where we know we are the unique holder of
+        * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
+        * operation has to be used because concurrent accesses on the
+        * reference counter can occur.
+        */
+       if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
+               ++value;
+               rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
+               return (uint16_t)value;
+       }
+
+       return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
+}
+
+#else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
+
+/* internal */
+static inline uint16_t
+__rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
 {
        m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
        return m->refcnt;
 }
 
+/**
+ * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
+ */
+static inline uint16_t
+rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
+{
+       return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
+}
+
 /**
  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
  */
@@ -342,21 +419,65 @@ rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
 
 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
 
+/**
+ * Reads the refcnt of an external buffer.
+ *
+ * @param shinfo
+ *   Shared data of the external buffer.
+ * @return
+ *   Reference count number.
+ */
+static inline uint16_t
+rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
+{
+       return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
+}
+
+/**
+ * Set refcnt of an external buffer.
+ *
+ * @param shinfo
+ *   Shared data of the external buffer.
+ * @param new_value
+ *   Value set
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
+       uint16_t new_value)
+{
+       rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
+}
+
+/**
+ * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
+ * value.
+ *
+ * @param shinfo
+ *   Shared data of the external buffer.
+ * @param value
+ *   Value to add/subtract
+ * @return
+ *   Updated value
+ */
+static inline uint16_t
+rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
+       int16_t value)
+{
+       if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
+               ++value;
+               rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
+               return (uint16_t)value;
+       }
+
+       return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
+}
+
 /** Mbuf prefetch */
 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
        if ((m) != NULL)                        \
                rte_prefetch0(m);               \
 } while (0)
 
-#else /* ! RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
-
-/** Mbuf prefetch */
-#define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do { } while(0)
-
-#define rte_mbuf_refcnt_set(m,v) do { } while(0)
-
-#endif /* RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
-
 
 /**
  * Sanity checks on an mbuf.
@@ -366,20 +487,55 @@ rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
  *
  * @param m
  *   The mbuf to be checked.
- * @param t
- *   The expected type of the mbuf.
  * @param is_header
  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
  */
 void
-rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, enum rte_mbuf_type t,
-                     int is_header);
+rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
+
+/**
+ * Sanity checks on a mbuf.
+ *
+ * Almost like rte_mbuf_sanity_check(), but this function gives the reason
+ * if corruption is detected rather than panic.
+ *
+ * @param m
+ *   The mbuf to be checked.
+ * @param is_header
+ *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
+ *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
+ * @param reason
+ *   A reference to a string pointer where to store the reason why a mbuf is
+ *   considered invalid.
+ * @return
+ *   - 0 if no issue has been found, reason is left untouched.
+ *   - -1 if a problem is detected, reason then points to a string describing
+ *     the reason why the mbuf is deemed invalid.
+ */
+__rte_experimental
+int rte_mbuf_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header,
+                  const char **reason);
+
+#define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                           \
+       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
+       RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
+       RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
+} while (0)
 
 /**
- * @internal Allocate a new mbuf from mempool *mp*.
- * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
- * Please use either rte_ctrlmbuf_alloc() or rte_pktmbuf_alloc().
+ * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
+ *
+ * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
+ * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
+ * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
+ * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
+ *
+ * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
+ * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
+ * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
+ * by the caller.
  *
  * @param mp
  *   The mempool from which mbuf is allocated.
@@ -387,312 +543,683 @@ rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, enum rte_mbuf_type t,
  *   - The pointer to the new mbuf on success.
  *   - NULL if allocation failed.
  */
-static inline struct rte_mbuf *__rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
+static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
 {
        struct rte_mbuf *m;
-       void *mb = NULL;
-       if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
+
+       if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
                return NULL;
-       m = (struct rte_mbuf *)mb;
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
-       RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
-       rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
-#endif /* RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
-       return (m);
+       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
+       return m;
 }
 
 /**
- * @internal Put mbuf back into its original mempool.
- * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
- * Please use either rte_ctrlmbuf_free() or rte_pktmbuf_free().
+ * Put mbuf back into its original mempool.
+ *
+ * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
+ * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
+ * rte_pktmbuf_prefree_seg().
+ *
+ * This function should be used with care, when optimization is
+ * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
+ * rte_pktmbuf_free_seg().
  *
  * @param m
  *   The mbuf to be freed.
  */
-static inline void __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
+static __rte_always_inline void
+rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
 {
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
-       RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
-#endif /* RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
+       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
+       RTE_ASSERT(m->next == NULL);
+       RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
        rte_mempool_put(m->pool, m);
 }
 
-/* Operations on ctrl mbuf */
-
 /**
- * The control mbuf constructor.
+ * The packet mbuf constructor.
  *
- * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
- * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
- * start address, and so on). This function is given as a callback function
- * to rte_mempool_create() at pool creation time.
+ * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
+ * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
+ * address, and so on). This function is given as a callback function to
+ * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
  *
  * @param mp
- *   The mempool from which the mbuf is allocated.
+ *   The mempool from which mbufs originate.
  * @param opaque_arg
  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
- *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
- *   parameter of rte_mempool_create().
+ *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
+ *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
  * @param m
  *   The mbuf to initialize.
  * @param i
  *   The index of the mbuf in the pool table.
  */
-void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
-                      void *m, unsigned i);
+void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
+                     void *m, unsigned i);
+
 
 /**
- * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
+ * A  packet mbuf pool constructor.
  *
- * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
- * buffer, and with a length of zero.
+ * This function initializes the mempool private data in the case of a
+ * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
+ * function must be called on the mempool before it is used, or it
+ * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
+ * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
+ * provide another packet size.
  *
  * @param mp
- *   The mempool from which the mbuf is allocated.
+ *   The mempool from which mbufs originate.
+ * @param opaque_arg
+ *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
+ *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
+ *   rte_mempool_create().
+ */
+void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
+
+/**
+ * Create a mbuf pool.
+ *
+ * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
+ * a wrapper to rte_mempool functions.
+ *
+ * @param name
+ *   The name of the mbuf pool.
+ * @param n
+ *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
+ *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
+ *   n = (2^q - 1).
+ * @param cache_size
+ *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
+ *   details.
+ * @param priv_size
+ *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
+ *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
+ * @param data_room_size
+ *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
+ * @param socket_id
+ *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
+ *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
+ *   reserved zone.
  * @return
- *   - The pointer to the new mbuf on success.
- *   - NULL if allocation failed.
+ *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
+ *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
+ *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
+ *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
+ *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
+ *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
+ *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
+ *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
+ */
+struct rte_mempool *
+rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
+       unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
+       int socket_id);
+
+/**
+ * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
+ *
+ * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
+ * a wrapper to rte_mempool functions.
+ *
+ * @param name
+ *   The name of the mbuf pool.
+ * @param n
+ *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
+ *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
+ *   n = (2^q - 1).
+ * @param cache_size
+ *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
+ *   details.
+ * @param priv_size
+ *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
+ *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
+ * @param data_room_size
+ *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
+ * @param socket_id
+ *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
+ *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
+ *   reserved zone.
+ * @param ops_name
+ *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
+ *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
+ * @return
+ *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
+ *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
+ *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
+ *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
+ *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
+ *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
+ *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
+ *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
+ */
+struct rte_mempool *
+rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
+       unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
+       int socket_id, const char *ops_name);
+
+/**
+ * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
+ *
+ * The data room size is the amount of data that can be stored in a
+ * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
+ *
+ * @param mp
+ *   The packet mbuf pool.
+ * @return
+ *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
  */
-static inline struct rte_mbuf *rte_ctrlmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
+static inline uint16_t
+rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
 {
-       struct rte_mbuf *m;
-       if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL) {
-               m->ctrl.data = m->buf_addr;
-               m->ctrl.data_len = 0;
-               __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_CTRL, 0);
-       }
-       return (m);
+       struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
+
+       mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
+       return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
 }
 
 /**
- * Free a control mbuf back into its original mempool.
+ * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
  *
- * @param m
- *   The control mbuf to be freed.
+ * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
+ * structure and the data buffer where an application can store data
+ * associated to a packet.
+ *
+ * @param mp
+ *   The packet mbuf pool.
+ * @return
+ *   The private size of mbufs stored in this mempool.
  */
-static inline void rte_ctrlmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
+static inline uint16_t
+rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_CTRL, 0);
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
-       if (rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)
-#endif /* RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
-               __rte_mbuf_raw_free(m);
+       struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
+
+       mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
+       return mbp_priv->mbuf_priv_size;
 }
 
 /**
- * A macro that returns the pointer to the carried data.
+ * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
  *
- * The value that can be read or assigned.
+ * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
  *
  * @param m
- *   The control mbuf.
+ *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
  */
-#define rte_ctrlmbuf_data(m) ((m)->ctrl.data)
+static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
+{
+       m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
+                                       (uint16_t)m->buf_len);
+}
 
 /**
- * A macro that returns the length of the carried data.
+ * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
  *
- * The value that can be read or assigned.
+ * The given mbuf must have only one segment.
  *
  * @param m
- *   The control mbuf.
+ *   The packet mbuf to be reset.
  */
-#define rte_ctrlmbuf_len(m) ((m)->ctrl.data_len)
+#define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
 
-/* Operations on pkt mbuf */
+static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
+{
+       m->next = NULL;
+       m->pkt_len = 0;
+       m->tx_offload = 0;
+       m->vlan_tci = 0;
+       m->vlan_tci_outer = 0;
+       m->nb_segs = 1;
+       m->port = MBUF_INVALID_PORT;
+
+       m->ol_flags = 0;
+       m->packet_type = 0;
+       rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
+
+       m->data_len = 0;
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
+}
 
 /**
- * The packet mbuf constructor.
+ * Allocate a new mbuf from a mempool.
  *
- * This function initializes some fields in the mbuf structure that are not
- * modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer start
- * address, and so on). This function is given as a callback function to
- * rte_mempool_create() at pool creation time.
+ * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
+ * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
+ * (if buffer size allows).
  *
  * @param mp
- *   The mempool from which mbufs originate.
- * @param opaque_arg
- *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
- *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
- *   parameter of rte_mempool_create().
- * @param m
- *   The mbuf to initialize.
- * @param i
- *   The index of the mbuf in the pool table.
+ *   The mempool from which the mbuf is allocated.
+ * @return
+ *   - The pointer to the new mbuf on success.
+ *   - NULL if allocation failed.
  */
-void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
-                     void *m, unsigned i);
+static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
+{
+       struct rte_mbuf *m;
+       if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
+               rte_pktmbuf_reset(m);
+       return m;
+}
 
+/**
+ * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
+ * values.
+ *
+ *  @param pool
+ *    The mempool from which mbufs are allocated.
+ *  @param mbufs
+ *    Array of pointers to mbufs
+ *  @param count
+ *    Array size
+ *  @return
+ *   - 0: Success
+ *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
+ */
+static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
+        struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
+{
+       unsigned idx = 0;
+       int rc;
+
+       rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
+       if (unlikely(rc))
+               return rc;
+
+       /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
+        * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
+        * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
+        * check if count is zero.
+        */
+       switch (count % 4) {
+       case 0:
+               while (idx != count) {
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
+                       rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
+                       idx++;
+                       /* fall-through */
+       case 3:
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
+                       rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
+                       idx++;
+                       /* fall-through */
+       case 2:
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
+                       rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
+                       idx++;
+                       /* fall-through */
+       case 1:
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
+                       rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
+                       idx++;
+                       /* fall-through */
+               }
+       }
+       return 0;
+}
 
 /**
- * A  packet mbuf pool constructor.
+ * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
+ * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
+ * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
+ * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
+ * separately, this should not be called but application has to properly
+ * initialize the shared data according to its need.
  *
- * This function initializes the mempool private data in the case of a
- * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
- * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
- * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
- * provide another packet size.
+ * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
  *
- * @param mp
- *   The mempool from which mbufs originate.
- * @param opaque_arg
- *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
- *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
- *   parameter of rte_mempool_create().
+ * @warning
+ * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
+ * after this initialization. This shall be used for
+ * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
+ *
+ * @param buf_addr
+ *   The pointer to the external buffer.
+ * @param [in,out] buf_len
+ *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
+ *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
+ *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
+ *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
+ * @param free_cb
+ *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
+ *   freed.
+ * @param fcb_opaque
+ *   Argument for the free callback function.
+ *
+ * @return
+ *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
+ *   otherwise.
  */
-void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
+static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
+rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
+       rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
+{
+       struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
+       void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
+       void *addr;
+
+       addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
+                                  sizeof(uintptr_t));
+       if (addr <= buf_addr)
+               return NULL;
+
+       shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
+       shinfo->free_cb = free_cb;
+       shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
+       rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
+
+       *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
+       return shinfo;
+}
 
 /**
- * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
+ * Attach an external buffer to a mbuf.
  *
- * The given mbuf must have only one segment.
+ * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
+ * it, corresponding free callback function and its argument should be
+ * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
+ * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
+ *
+ * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
+ * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
+ * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
+ *
+ * More mbufs can be attached to the same external buffer by
+ * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
+ * this API.
+ *
+ * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
+ * ``rte_pktmbuf_detach()``.
+ *
+ * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
+ * the content properly, especially free callback and refcnt. The pointer
+ * of shared data will be stored in m->shinfo.
+ * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
+ * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
+ * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
+ *
+ *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
+ *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
+ *                                             free_cb, fcb_arg);
+ *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
+ *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
+ *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
+ *
+ * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
+ * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
+ * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
+ *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
+ *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
+ *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
+ *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
+ *   external buffer is writable.
+ * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
+ *   attached with appropriate free callback and its IO address.
+ * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
  *
  * @param m
- *   The packet mbuf to be resetted.
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @param buf_addr
+ *   The pointer to the external buffer.
+ * @param buf_iova
+ *   IO address of the external buffer.
+ * @param buf_len
+ *   The size of the external buffer.
+ * @param shinfo
+ *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
  */
-static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
+static inline void
+rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
+       rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
+       struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
 {
-       uint32_t buf_ofs;
+       /* mbuf should not be read-only */
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
+       RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
 
-       m->pkt.next = NULL;
-       m->pkt.pkt_len = 0;
-       m->pkt.vlan_macip.data = 0;
-       m->pkt.nb_segs = 1;
-       m->pkt.in_port = 0xff;
+       m->buf_addr = buf_addr;
+       m->buf_iova = buf_iova;
+       m->buf_len = buf_len;
 
-       m->ol_flags = 0;
-       buf_ofs = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
-                       RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
-       m->pkt.data = (char*) m->buf_addr + buf_ofs;
+       m->data_len = 0;
+       m->data_off = 0;
 
-       m->pkt.data_len = 0;
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
+       m->shinfo = shinfo;
 }
 
 /**
- * Allocate a new mbuf (type is pkt) from a mempool.
+ * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
+ * ``rte_pktmbuf_detach()``
  *
- * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
- * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
- * (if buffer size allows).
+ * @param m
+ *   The mbuf having external buffer.
+ */
+#define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
+
+/**
+ * Copy dynamic fields from msrc to mdst.
  *
- * @param mp
- *   The mempool from which the mbuf is allocated.
- * @return
- *   - The pointer to the new mbuf on success.
- *   - NULL if allocation failed.
+ * @param mdst
+ *   The destination mbuf.
+ * @param msrc
+ *   The source mbuf.
  */
-static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
+static inline void
+rte_mbuf_dynfield_copy(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
 {
-       struct rte_mbuf *m;
-       if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
-               rte_pktmbuf_reset(m);
-       return (m);
+       memcpy(&mdst->dynfield1, msrc->dynfield1, sizeof(mdst->dynfield1));
 }
 
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
+/* internal */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_copy_hdr(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
+{
+       mdst->port = msrc->port;
+       mdst->vlan_tci = msrc->vlan_tci;
+       mdst->vlan_tci_outer = msrc->vlan_tci_outer;
+       mdst->tx_offload = msrc->tx_offload;
+       mdst->hash = msrc->hash;
+       mdst->packet_type = msrc->packet_type;
+       mdst->timestamp = msrc->timestamp;
+       rte_mbuf_dynfield_copy(mdst, msrc);
+}
 
 /**
  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
- * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
- * while mbuf we attached to as 'direct'.
+ *
+ * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
+ * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
+ * external buffer instead of mbuf indirection.
+ *
+ * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
+ * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
+ * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
+ *
  * Right now, not supported:
- *  - attachment to indirect mbuf (e.g. - md  has to be direct).
  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
  *
  * @param mi
  *   The indirect packet mbuf.
- * @param md
- *   The direct packet mbuf.
+ * @param m
+ *   The packet mbuf we're attaching to.
  */
-
-static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *md)
+static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
 {
-       RTE_MBUF_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(md) &&
-           RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
            rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
 
-       rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
-       mi->buf_physaddr = md->buf_physaddr;
-       mi->buf_addr = md->buf_addr;
-       mi->buf_len = md->buf_len;
+       if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
+               rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
+               mi->ol_flags = m->ol_flags;
+               mi->shinfo = m->shinfo;
+       } else {
+               /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
+               rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
+               mi->priv_size = m->priv_size;
+               mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
+       }
+
+       __rte_pktmbuf_copy_hdr(mi, m);
+
+       mi->data_off = m->data_off;
+       mi->data_len = m->data_len;
+       mi->buf_iova = m->buf_iova;
+       mi->buf_addr = m->buf_addr;
+       mi->buf_len = m->buf_len;
+
+       mi->next = NULL;
+       mi->pkt_len = mi->data_len;
+       mi->nb_segs = 1;
+
+       __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
+}
+
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
+ *
+ * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
+ * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
+ * callback.
+ */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
+{
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
+       RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
+
+       if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
+               m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
+}
+
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
+ *
+ * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
+ * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
+ */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
+{
+       struct rte_mbuf *md;
 
-       mi->pkt = md->pkt;
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_CLONED(m));
 
-       mi->pkt.next = NULL;
-       mi->pkt.pkt_len = mi->pkt.data_len;
-       mi->pkt.nb_segs = 1;
+       md = rte_mbuf_from_indirect(m);
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(mi, RTE_MBUF_PKT, 1);
-       __rte_mbuf_sanity_check(md, RTE_MBUF_PKT, 0);
+       if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
+               md->next = NULL;
+               md->nb_segs = 1;
+               rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
+               rte_mbuf_raw_free(md);
+       }
 }
 
 /**
- * Detach an indirect packet mbuf -
+ * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
+ *
+ *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
+ *    becomes zero.
  *  - restore original mbuf address and length values.
  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
- *  All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
+ *
+ * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
  *
  * @param m
  *   The indirect attached packet mbuf.
  */
-
 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
 {
-       const struct rte_mempool *mp = m->pool;
-       void *buf = RTE_MBUF_TO_BADDR(m);
-       uint32_t buf_ofs;
-       uint32_t buf_len = mp->elt_size - sizeof(*m);
-       m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + sizeof (*m);
-
-       m->buf_addr = buf;
+       struct rte_mempool *mp = m->pool;
+       uint32_t mbuf_size, buf_len;
+       uint16_t priv_size;
+
+       if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
+               __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
+       else
+               __rte_pktmbuf_free_direct(m);
+
+       priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
+       mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
+       buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
+
+       m->priv_size = priv_size;
+       m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
+       m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
        m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
-
-       buf_ofs = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
-                       RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
-       m->pkt.data = (char*) m->buf_addr + buf_ofs;
-
-       m->pkt.data_len = 0;
+       rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
+       m->data_len = 0;
+       m->ol_flags = 0;
 }
 
-#endif /* RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
-
 /**
- * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
+ * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
  *
- * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
- * buffers.
+ * This function does the same than a free, except that it does not
+ * return the segment to its pool.
+ * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
+ * detached from its parent for an indirect mbuf.
  *
  * @param m
- *   The packet mbuf segment to be freed.
+ *   The mbuf to be unlinked
+ * @return
+ *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
+ *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
  */
-static inline void rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
+static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 0);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
+
+       if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
+
+               if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
+                       rte_pktmbuf_detach(m);
+
+               if (m->next != NULL) {
+                       m->next = NULL;
+                       m->nb_segs = 1;
+               }
 
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
-       if (likely (rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1) ||
-                       likely (rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
-               struct rte_mbuf *md = RTE_MBUF_FROM_BADDR(m->buf_addr);
+               return m;
 
-               rte_mbuf_refcnt_set(m, 0);
+       } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
 
-               /* if this is an indirect mbuf, then
-                *  - detach mbuf
-                *  - free attached mbuf segment
-                */
-               if (unlikely (md != m)) {
+               if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
                        rte_pktmbuf_detach(m);
-                       if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
-                               __rte_mbuf_raw_free(md);
+
+               if (m->next != NULL) {
+                       m->next = NULL;
+                       m->nb_segs = 1;
                }
-#endif
-               __rte_mbuf_raw_free(m);
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
+               rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
+
+               return m;
        }
-#endif
+       return NULL;
+}
+
+/**
+ * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
+ *
+ * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
+ * buffers.
+ *
+ * @param m
+ *   The packet mbuf segment to be freed.
+ */
+static __rte_always_inline void
+rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
+{
+       m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
+       if (likely(m != NULL))
+               rte_mbuf_raw_free(m);
 }
 
 /**
@@ -702,25 +1229,39 @@ static inline void rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
  * segment is added back into its original mempool.
  *
  * @param m
- *   The packet mbuf to be freed.
+ *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
  */
 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
 {
        struct rte_mbuf *m_next;
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       if (m != NULL)
+               __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
        while (m != NULL) {
-               m_next = m->pkt.next;
+               m_next = m->next;
                rte_pktmbuf_free_seg(m);
                m = m_next;
        }
 }
 
-#ifdef RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
+/**
+ * Free a bulk of packet mbufs back into their original mempools.
+ *
+ * Free a bulk of mbufs, and all their segments in case of chained buffers.
+ * Each segment is added back into its original mempool.
+ *
+ *  @param mbufs
+ *    Array of pointers to packet mbufs.
+ *    The array may contain NULL pointers.
+ *  @param count
+ *    Array size.
+ */
+__rte_experimental
+void rte_pktmbuf_free_bulk(struct rte_mbuf **mbufs, unsigned int count);
 
 /**
- * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
+ * Create a "clone" of the given packet mbuf.
  *
  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
@@ -736,42 +1277,34 @@ static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
  *   - NULL if allocation fails.
  */
-static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
-               struct rte_mempool *mp)
-{
-       struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
-       uint32_t pktlen;
-       uint8_t nseg;
-
-       if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
-               return (NULL);
-
-       mi = mc;
-       prev = &mi->pkt.next;
-       pktlen = md->pkt.pkt_len;
-       nseg = 0;
+struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md, struct rte_mempool *mp);
 
-       do {
-               nseg++;
-               rte_pktmbuf_attach(mi, md);
-               *prev = mi;
-               prev = &mi->pkt.next;
-       } while ((md = md->pkt.next) != NULL &&
-           (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
-
-       *prev = NULL;
-       mc->pkt.nb_segs = nseg;
-       mc->pkt.pkt_len = pktlen;
-
-       /* Allocation of new indirect segment failed */
-       if (unlikely (mi == NULL)) {
-               rte_pktmbuf_free(mc);
-               return (NULL);
-       }
-
-       __rte_mbuf_sanity_check(mc, RTE_MBUF_PKT, 1);
-       return (mc);
-}
+/**
+ * Create a full copy of a given packet mbuf.
+ *
+ * Copies all the data from a given packet mbuf to a newly allocated
+ * set of mbufs. The private data are is not copied.
+ *
+ * @param m
+ *   The packet mbuf to be copiedd.
+ * @param mp
+ *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
+ * @param offset
+ *   The number of bytes to skip before copying.
+ *   If the mbuf does not have that many bytes, it is an error
+ *   and NULL is returned.
+ * @param length
+ *   The upper limit on bytes to copy.  Passing UINT32_MAX
+ *   means all data (after offset).
+ * @return
+ *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
+ *   - NULL if allocation fails.
+ */
+__rte_experimental
+struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_copy(const struct rte_mbuf *m, struct rte_mempool *mp,
+                uint32_t offset, uint32_t length);
 
 /**
  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
@@ -786,15 +1319,13 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
  */
 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
        do {
                rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
-       } while ((m = m->pkt.next) != NULL);
+       } while ((m = m->next) != NULL);
 }
 
-#endif /* RTE_MBUF_SCATTER_GATHER */
-
 /**
  * Get the headroom in a packet mbuf.
  *
@@ -805,8 +1336,8 @@ static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
  */
 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
-       return (uint16_t) ((char*) m->pkt.data - (char*) m->buf_addr);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
+       return m->data_off;
 }
 
 /**
@@ -819,9 +1350,9 @@ static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
  */
 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
        return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
-                         m->pkt.data_len);
+                         m->data_len);
 }
 
 /**
@@ -834,27 +1365,18 @@ static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
  */
 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
 {
-       struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
-
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
-       while (m2->pkt.next != NULL)
-               m2 = m2->pkt.next;
-       return m2;
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
+       while (m->next != NULL)
+               m = m->next;
+       return m;
 }
 
-/**
- * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
- *
- * The returned pointer is cast to type t. Before using this
- * function, the user must ensure that m_headlen(m) is large enough to
- * read its data.
- *
- * @param m
- *   The packet mbuf.
- * @param t
- *   The type to cast the result into.
- */
-#define rte_pktmbuf_mtod(m, t) ((t)((m)->pkt.data))
+/* deprecated */
+#define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
+       rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
+
+/* deprecated */
+#define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
 
 /**
  * A macro that returns the length of the packet.
@@ -864,7 +1386,7 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
  * @param m
  *   The packet mbuf.
  */
-#define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt.pkt_len)
+#define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
 
 /**
  * A macro that returns the length of the segment.
@@ -874,7 +1396,7 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
  * @param m
  *   The packet mbuf.
  */
-#define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->pkt.data_len)
+#define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
 
 /**
  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
@@ -894,16 +1416,19 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
                                        uint16_t len)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
        if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
                return NULL;
 
-       m->pkt.data = (char*) m->pkt.data - len;
-       m->pkt.data_len = (uint16_t)(m->pkt.data_len + len);
-       m->pkt.pkt_len  = (m->pkt.pkt_len + len);
+       /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
+        *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
+        *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
+       m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
+       m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
+       m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
 
-       return (char*) m->pkt.data;
+       return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
 }
 
 /**
@@ -926,15 +1451,15 @@ static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
        void *tail;
        struct rte_mbuf *m_last;
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
        m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
        if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
                return NULL;
 
-       tail = (char*) m_last->pkt.data + m_last->pkt.data_len;
-       m_last->pkt.data_len = (uint16_t)(m_last->pkt.data_len + len);
-       m->pkt.pkt_len  = (m->pkt.pkt_len + len);
+       tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
+       m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
+       m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
        return (char*) tail;
 }
 
@@ -954,15 +1479,18 @@ static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
  */
 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
-       if (unlikely(len > m->pkt.data_len))
+       if (unlikely(len > m->data_len))
                return NULL;
 
-       m->pkt.data_len = (uint16_t)(m->pkt.data_len - len);
-       m->pkt.data = ((char*) m->pkt.data + len);
-       m->pkt.pkt_len  = (m->pkt.pkt_len - len);
-       return (char*) m->pkt.data;
+       /* NB: elaborating the addition like this instead of using
+        *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
+        *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
+       m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
+       m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
+       m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
+       return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
 }
 
 /**
@@ -983,14 +1511,14 @@ static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
 {
        struct rte_mbuf *m_last;
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
        m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
-       if (unlikely(len > m_last->pkt.data_len))
+       if (unlikely(len > m_last->data_len))
                return -1;
 
-       m_last->pkt.data_len = (uint16_t)(m_last->pkt.data_len - len);
-       m->pkt.pkt_len  = (m->pkt.pkt_len - len);
+       m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
+       m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
        return 0;
 }
 
@@ -1005,23 +1533,309 @@ static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
  */
 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, RTE_MBUF_PKT, 1);
-       return !!(m->pkt.nb_segs == 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
+       return !!(m->nb_segs == 1);
+}
+
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_read().
+ */
+const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
+       uint32_t len, void *buf);
+
+/**
+ * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
+ *
+ * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
+ * copy the data in the buffer provided by the user and return its
+ * pointer.
+ *
+ * @param m
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @param off
+ *   The offset of the data in the mbuf.
+ * @param len
+ *   The amount of bytes to read.
+ * @param buf
+ *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
+ *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
+ * @return
+ *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
+ *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
+ */
+static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
+       uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
+{
+       if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
+               return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
+       else
+               return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
+}
+
+/**
+ * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
+ *
+ * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
+ * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
+ * chain the entries manually.
+ *
+ * @param head
+ *   The head of the mbuf chain (the first packet)
+ * @param tail
+ *   The mbuf to put last in the chain
+ *
+ * @return
+ *   - 0, on success.
+ *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
+ */
+static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
+{
+       struct rte_mbuf *cur_tail;
+
+       /* Check for number-of-segments-overflow */
+       if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
+               return -EOVERFLOW;
+
+       /* Chain 'tail' onto the old tail */
+       cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
+       cur_tail->next = tail;
+
+       /* accumulate number of segments and total length.
+        * NB: elaborating the addition like this instead of using
+        *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
+        *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
+       head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
+       head->pkt_len += tail->pkt_len;
+
+       /* pkt_len is only set in the head */
+       tail->pkt_len = tail->data_len;
+
+       return 0;
+}
+
+/*
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
+ *
+ * For given input values generate raw tx_offload value.
+ * Note that it is caller responsibility to make sure that input parameters
+ * don't exceed maximum bit-field values.
+ * @param il2
+ *   l2_len value.
+ * @param il3
+ *   l3_len value.
+ * @param il4
+ *   l4_len value.
+ * @param tso
+ *   tso_segsz value.
+ * @param ol3
+ *   outer_l3_len value.
+ * @param ol2
+ *   outer_l2_len value.
+ * @param unused
+ *   unused value.
+ * @return
+ *   raw tx_offload value.
+ */
+static __rte_always_inline uint64_t
+rte_mbuf_tx_offload(uint64_t il2, uint64_t il3, uint64_t il4, uint64_t tso,
+       uint64_t ol3, uint64_t ol2, uint64_t unused)
+{
+       return il2 << RTE_MBUF_L2_LEN_OFS |
+               il3 << RTE_MBUF_L3_LEN_OFS |
+               il4 << RTE_MBUF_L4_LEN_OFS |
+               tso << RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS |
+               ol3 << RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS |
+               ol2 << RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS |
+               unused << RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_OFS;
+}
+
+/**
+ * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
+ *
+ * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
+ *
+ * @param m
+ *   The packet mbuf to be validated.
+ * @return
+ *   0 if packet is valid
+ */
+static inline int
+rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
+
+       /* Does packet set any of available offloads? */
+       if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
+               return 0;
+
+       /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
+       if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
+               return -EINVAL;
+
+       /* IP type not set when required */
+       if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
+               if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
+                       return -EINVAL;
+
+       /* Check requirements for TSO packet */
+       if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
+               if ((m->tso_segsz == 0) ||
+                               ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
+                               !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
+                       return -EINVAL;
+
+       /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
+       if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
+                       !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
+               return -EINVAL;
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_linearize().
+ */
+int __rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf);
+
+/**
+ * Linearize data in mbuf.
+ *
+ * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
+ * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
+ *
+ * @param mbuf
+ *   mbuf to linearize
+ * @return
+ *   - 0, on success
+ *   - -1, on error
+ */
+static inline int
+rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
+{
+       if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
+               return 0;
+       return __rte_pktmbuf_linearize(mbuf);
 }
 
 /**
- * Dump an mbuf structure to the console.
+ * Dump an mbuf structure to a file.
  *
  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
  * segments (in the case of a chained buffer).
  *
+ * @param f
+ *   A pointer to a file for output
  * @param m
  *   The packet mbuf.
  * @param dump_len
  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
  *   the packet.
  */
-void rte_pktmbuf_dump(const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
+void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
+
+/**
+ * Get the value of mbuf sched queue_id field.
+ */
+static inline uint32_t
+rte_mbuf_sched_queue_get(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       return m->hash.sched.queue_id;
+}
+
+/**
+ * Get the value of mbuf sched traffic_class field.
+ */
+static inline uint8_t
+rte_mbuf_sched_traffic_class_get(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       return m->hash.sched.traffic_class;
+}
+
+/**
+ * Get the value of mbuf sched color field.
+ */
+static inline uint8_t
+rte_mbuf_sched_color_get(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       return m->hash.sched.color;
+}
+
+/**
+ * Get the values of mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
+ *
+ * @param m
+ *   Mbuf to read
+ * @param queue_id
+ *  Returns the queue id
+ * @param traffic_class
+ *  Returns the traffic class id
+ * @param color
+ *  Returns the colour id
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_get(const struct rte_mbuf *m, uint32_t *queue_id,
+                       uint8_t *traffic_class,
+                       uint8_t *color)
+{
+       struct rte_mbuf_sched sched = m->hash.sched;
+
+       *queue_id = sched.queue_id;
+       *traffic_class = sched.traffic_class;
+       *color = sched.color;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched queue_id to the defined value.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_queue_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id)
+{
+       m->hash.sched.queue_id = queue_id;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched traffic_class id to the defined value.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_traffic_class_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t traffic_class)
+{
+       m->hash.sched.traffic_class = traffic_class;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched color id to the defined value.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_color_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t color)
+{
+       m->hash.sched.color = color;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
+ *
+ * @param m
+ *   Mbuf to set
+ * @param queue_id
+ *  Queue id value to be set
+ * @param traffic_class
+ *  Traffic class id value to be set
+ * @param color
+ *  Color id to be set
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
+                       uint8_t traffic_class,
+                       uint8_t color)
+{
+       m->hash.sched = (struct rte_mbuf_sched){
+                               .queue_id = queue_id,
+                               .traffic_class = traffic_class,
+                               .color = color,
+                               .reserved = 0,
+                       };
+}
 
 #ifdef __cplusplus
 }