mbuf: remove control mbuf
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright 2014 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MBUF_H_
7 #define _RTE_MBUF_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mbuf
12  *
13  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
14  * that may be used by the RTE application to store message
15  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
16  * RTE mempool library.
17  *
18  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
19  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
20  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
21  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
22  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
23  * details.
24  *
25  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
26  * used to carry network packets.
27  *
28  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
29  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
30  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
31  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
32  */
33
34 #include <stdint.h>
35 #include <rte_compat.h>
36 #include <rte_common.h>
37 #include <rte_config.h>
38 #include <rte_mempool.h>
39 #include <rte_memory.h>
40 #include <rte_atomic.h>
41 #include <rte_prefetch.h>
42 #include <rte_branch_prediction.h>
43 #include <rte_mbuf_ptype.h>
44
45 #ifdef __cplusplus
46 extern "C" {
47 #endif
48
49 /*
50  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
51  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
52  *
53  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
54  *   flags.
55  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
56  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
57  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
58  *   downwards, not upwards.
59  *
60  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
61  * rte_get_tx_ol_flag_name().
62  */
63
64 /**
65  * The RX packet is a 802.1q VLAN packet, and the tci has been
66  * saved in in mbuf->vlan_tci.
67  * If the flag PKT_RX_VLAN_STRIPPED is also present, the VLAN
68  * header has been stripped from mbuf data, else it is still
69  * present.
70  */
71 #define PKT_RX_VLAN          (1ULL << 0)
72
73 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
74 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
75
76 /**
77  * Deprecated.
78  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
79  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
80  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
81  * wrong by the hardware.
82  */
83 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
84
85 /**
86  * Deprecated.
87  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
88  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
89  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
90  * wrong by the hardware.
91  */
92 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
93
94 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
95
96 /**
97  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
98  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
99  * in the RX configuration of the PMD.
100  * When PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set, PKT_RX_VLAN must also be set.
101  */
102 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
103
104 /**
105  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
106  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
107  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
108  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
109  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
110  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
111  */
112 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
113
114 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
115 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
116 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
117 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
118
119 /**
120  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
121  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
122  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
123  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
124  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
125  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
126  */
127 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
128
129 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
130 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
131 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
132 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
133
134 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
135 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
136 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
137 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
138
139 /**
140  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
141  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
142  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
143  * configuration of the PMD. If this flag is set,
144  * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
145  * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) must also be set.
146  */
147 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
148
149 /**
150  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
151  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
152  * valid and is set to the segment size of original packets.
153  */
154 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
155
156 /**
157  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
158  */
159 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
160
161 /**
162  * Indicate that security offload processing was applied on the RX packet.
163  */
164 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 18)
165
166 /**
167  * Indicate that security offload processing failed on the RX packet.
168  */
169 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD_FAILED       (1ULL << 19)
170
171 /**
172  * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
173  * saved in in mbuf->vlan_tci_outer.
174  * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
175  * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
176  * present.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
179
180 /* add new RX flags here */
181
182 /* add new TX flags here */
183
184 /**
185  * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
186  * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
187  * to store the MSS of UDP fragments.
188  */
189 #define PKT_TX_UDP_SEG  (1ULL << 42)
190
191 /**
192  * Request security offload processing on the TX packet.
193  */
194 #define PKT_TX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 43)
195
196 /**
197  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
198  * this offload feature for a packet to be transmitted.
199  */
200 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
201
202 /**
203  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
204  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
205  * tunnel type into the HW descriptors.
206  */
207 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
208 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
209 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
210 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
211 /**< TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
212 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
213 /* add new TX TUNNEL type here */
214 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
215
216 /**
217  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
218  */
219 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
220 /* this old name is deprecated */
221 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
222
223 /**
224  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
225  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
226  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
227  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
228  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
229  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
230  *    to 0 in the packet
231  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
232  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
233  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
234  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
235  */
236 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
237
238 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
239
240 /**
241  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
242  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
243  * L4 checksum offload, the user needs to:
244  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
245  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
246  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
247  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
248  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
249  *    For SCTP, set the crc field to 0.
250  */
251 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
252 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
253 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
254 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
255 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
256
257 /**
258  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
259  * also be set by the application, although a PMD will only check
260  * PKT_TX_IP_CKSUM.
261  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
262  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
263  */
264 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
265
266 /**
267  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
268  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
269  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
270  * the inner headers.
271  */
272 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
273
274 /**
275  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
276  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
277  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
278  * the inner headers.
279  */
280 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
281
282 /**
283  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
284  */
285 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
286 /* this old name is deprecated */
287 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
288
289 /**
290  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
291  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
292  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
293  * packet must be set to 0.
294  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
295  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
296  */
297 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
298
299 /**
300  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
301  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
302  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
303  */
304 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
305
306 /**
307  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
308  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
309  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
310  */
311 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
312
313 /**
314  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
315  * which can be set for packet.
316  */
317 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
318                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
319                 PKT_TX_L4_MASK |         \
320                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
321                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
322                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
323                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
324                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
325                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
326                 PKT_TX_MACSEC |          \
327                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD)
328
329 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
330
331 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
332
333 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
334 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
335
336 /**
337  * Get the name of a RX offload flag
338  *
339  * @param mask
340  *   The mask describing the flag.
341  * @return
342  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
343  */
344 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
345
346 /**
347  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
348  *
349  * @param mask
350  *   The mask describing the RX flags.
351  * @param buf
352  *   The output buffer.
353  * @param buflen
354  *   The length of the buffer.
355  * @return
356  *   0 on success, (-1) on error.
357  */
358 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
359
360 /**
361  * Get the name of a TX offload flag
362  *
363  * @param mask
364  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
365  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
366  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
367  * @return
368  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
369  */
370 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
371
372 /**
373  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
374  *
375  * @param mask
376  *   The mask describing the TX flags.
377  * @param buf
378  *   The output buffer.
379  * @param buflen
380  *   The length of the buffer.
381  * @return
382  *   0 on success, (-1) on error.
383  */
384 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
385
386 /**
387  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
388  * splitting it into multiple segments.
389  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
390  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
391  */
392 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
393 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
394         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
395
396 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
397  * mbuf */
398 __extension__
399 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
400 __extension__
401 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
402 __extension__
403 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
404                                * with a single assignment */
405
406 /**
407  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
408  */
409 struct rte_mbuf {
410         MARKER cacheline0;
411
412         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
413         /**
414          * Physical address of segment buffer.
415          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
416          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
417          * working on vector drivers easier.
418          */
419         RTE_STD_C11
420         union {
421                 rte_iova_t buf_iova;
422                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
423         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
424
425         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
426         MARKER64 rearm_data;
427         uint16_t data_off;
428
429         /**
430          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
431          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
432          * It should only be accessed using the following functions:
433          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
434          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
435          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
436          * config option.
437          */
438         RTE_STD_C11
439         union {
440                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
441                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
442         };
443         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
444
445         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
446         uint16_t port;
447
448         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
449
450         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
451         MARKER rx_descriptor_fields1;
452
453         /*
454          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
455          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
456          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
457          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
458          * vlan is stripped from the data.
459          */
460         RTE_STD_C11
461         union {
462                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
463                 struct {
464                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
465                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
466                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
467                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
468                         RTE_STD_C11
469                         union {
470                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
471                                 /**< ESP next protocol type, valid if
472                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
473                                  * on both Tx and Rx.
474                                  */
475                                 __extension__
476                                 struct {
477                                         uint8_t inner_l2_type:4;
478                                         /**< Inner L2 type. */
479                                         uint8_t inner_l3_type:4;
480                                         /**< Inner L3 type. */
481                                 };
482                         };
483                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
484                 };
485         };
486
487         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
488         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
489         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
490         uint16_t vlan_tci;
491
492         union {
493                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
494                 struct {
495                         RTE_STD_C11
496                         union {
497                                 struct {
498                                         uint16_t hash;
499                                         uint16_t id;
500                                 };
501                                 uint32_t lo;
502                                 /**< Second 4 flexible bytes */
503                         };
504                         uint32_t hi;
505                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
506                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
507                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
508                 struct {
509                         uint32_t lo;
510                         uint32_t hi;
511                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
512                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
513         } hash;                   /**< hash information */
514
515         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
516         uint16_t vlan_tci_outer;
517
518         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
519
520         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
521          * are not normalized but are always the same for a given port.
522          */
523         uint64_t timestamp;
524
525         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
526         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
527
528         RTE_STD_C11
529         union {
530                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
531                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
532         };
533
534         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
535         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
536
537         /* fields to support TX offloads */
538         RTE_STD_C11
539         union {
540                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
541                 __extension__
542                 struct {
543                         uint64_t l2_len:7;
544                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
545                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
546                          */
547                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
548                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
549                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
550
551                         /* fields for TX offloading of tunnels */
552                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
553                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
554
555                         /* uint64_t unused:8; */
556                 };
557         };
558
559         /** Size of the application private data. In case of an indirect
560          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
561         uint16_t priv_size;
562
563         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
564         uint16_t timesync;
565
566         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
567         uint32_t seqn;
568
569 } __rte_cache_aligned;
570
571 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
572 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
573
574 /**
575  * Prefetch the first part of the mbuf
576  *
577  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
578  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
579  * 64B, the second part will also be prefetched.
580  *
581  * @param m
582  *   The pointer to the mbuf.
583  */
584 static inline void
585 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
586 {
587         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
588 }
589
590 /**
591  * Prefetch the second part of the mbuf
592  *
593  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
594  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
595  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
596  * already in cache.
597  *
598  * @param m
599  *   The pointer to the mbuf.
600  */
601 static inline void
602 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
603 {
604 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
605         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
606 #else
607         RTE_SET_USED(m);
608 #endif
609 }
610
611
612 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
613
614 /**
615  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
616  *
617  * @param mb
618  *   The pointer to the mbuf.
619  * @return
620  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
621  */
622 static inline rte_iova_t
623 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
624 {
625         return mb->buf_iova + mb->data_off;
626 }
627
628 __rte_deprecated
629 static inline phys_addr_t
630 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
631 {
632         return rte_mbuf_data_iova(mb);
633 }
634
635 /**
636  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
637  *
638  * This function is used by drivers in their receive function, as it
639  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
640  * the default headroom in account.
641  *
642  * @param mb
643  *   The pointer to the mbuf.
644  * @return
645  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
646  */
647 static inline rte_iova_t
648 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
649 {
650         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
651 }
652
653 __rte_deprecated
654 static inline phys_addr_t
655 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
656 {
657         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
658 }
659
660 /**
661  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
662  *
663  * @param mi
664  *   The pointer to the indirect mbuf.
665  * @return
666  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
667  */
668 static inline struct rte_mbuf *
669 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
670 {
671         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
672 }
673
674 /**
675  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
676  *
677  * @param md
678  *   The pointer to the mbuf.
679  * @return
680  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
681  */
682 static inline char *
683 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
684 {
685         char *buffer_addr;
686         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
687         return buffer_addr;
688 }
689
690 /**
691  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
692  */
693 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
694
695 /**
696  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
697  */
698 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
699
700 /**
701  * Private data in case of pktmbuf pool.
702  *
703  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
704  * appended after the mempool structure (in private data).
705  */
706 struct rte_pktmbuf_pool_private {
707         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
708         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
709 };
710
711 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
712
713 /**  check mbuf type in debug mode */
714 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
715
716 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
717
718 /**  check mbuf type in debug mode */
719 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
720
721 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
722
723 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
724
725 /**
726  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
727  * @param m
728  *   Mbuf to read
729  * @return
730  *   Reference count number.
731  */
732 static inline uint16_t
733 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
734 {
735         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
736 }
737
738 /**
739  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
740  * @param m
741  *   Mbuf to update
742  * @param new_value
743  *   Value set
744  */
745 static inline void
746 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
747 {
748         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
749 }
750
751 /* internal */
752 static inline uint16_t
753 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
754 {
755         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
756 }
757
758 /**
759  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
760  * @param m
761  *   Mbuf to update
762  * @param value
763  *   Value to add/subtract
764  * @return
765  *   Updated value
766  */
767 static inline uint16_t
768 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
769 {
770         /*
771          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
772          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
773          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
774          * operation has to be used because concurrent accesses on the
775          * reference counter can occur.
776          */
777         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
778                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
779                 return 1 + value;
780         }
781
782         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
783 }
784
785 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
786
787 /* internal */
788 static inline uint16_t
789 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
790 {
791         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
792         return m->refcnt;
793 }
794
795 /**
796  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
797  */
798 static inline uint16_t
799 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
800 {
801         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
802 }
803
804 /**
805  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
806  */
807 static inline uint16_t
808 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
809 {
810         return m->refcnt;
811 }
812
813 /**
814  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
815  */
816 static inline void
817 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
818 {
819         m->refcnt = new_value;
820 }
821
822 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
823
824 /** Mbuf prefetch */
825 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
826         if ((m) != NULL)                        \
827                 rte_prefetch0(m);               \
828 } while (0)
829
830
831 /**
832  * Sanity checks on an mbuf.
833  *
834  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
835  * panic if corruption is detected.
836  *
837  * @param m
838  *   The mbuf to be checked.
839  * @param is_header
840  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
841  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
842  */
843 void
844 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
845
846 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
847         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
848         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
849         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
850         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
851 } while (0)
852
853 /**
854  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
855  *
856  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
857  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
858  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
859  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
860  *
861  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
862  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
863  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
864  * by the caller.
865  *
866  * @param mp
867  *   The mempool from which mbuf is allocated.
868  * @return
869  *   - The pointer to the new mbuf on success.
870  *   - NULL if allocation failed.
871  */
872 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
873 {
874         struct rte_mbuf *m;
875
876         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
877                 return NULL;
878         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
879         return m;
880 }
881
882 /**
883  * Put mbuf back into its original mempool.
884  *
885  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
886  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
887  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
888  *
889  * This function should be used with care, when optimization is
890  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
891  * rte_pktmbuf_free_seg().
892  *
893  * @param m
894  *   The mbuf to be freed.
895  */
896 static __rte_always_inline void
897 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
898 {
899         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
900         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
901         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
902         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
903         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
904         rte_mempool_put(m->pool, m);
905 }
906
907 /* compat with older versions */
908 __rte_deprecated
909 static inline void
910 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
911 {
912         rte_mbuf_raw_free(m);
913 }
914
915 /**
916  * The packet mbuf constructor.
917  *
918  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
919  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
920  * address, and so on). This function is given as a callback function to
921  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
922  *
923  * @param mp
924  *   The mempool from which mbufs originate.
925  * @param opaque_arg
926  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
927  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
928  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
929  * @param m
930  *   The mbuf to initialize.
931  * @param i
932  *   The index of the mbuf in the pool table.
933  */
934 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
935                       void *m, unsigned i);
936
937
938 /**
939  * A  packet mbuf pool constructor.
940  *
941  * This function initializes the mempool private data in the case of a
942  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
943  * function must be called on the mempool before it is used, or it
944  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
945  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
946  * provide another packet size.
947  *
948  * @param mp
949  *   The mempool from which mbufs originate.
950  * @param opaque_arg
951  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
952  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
953  *   rte_mempool_create().
954  */
955 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
956
957 /**
958  * Create a mbuf pool.
959  *
960  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
961  * a wrapper to rte_mempool functions.
962  *
963  * @param name
964  *   The name of the mbuf pool.
965  * @param n
966  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
967  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
968  *   n = (2^q - 1).
969  * @param cache_size
970  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
971  *   details.
972  * @param priv_size
973  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
974  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
975  * @param data_room_size
976  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
977  * @param socket_id
978  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
979  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
980  *   reserved zone.
981  * @return
982  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
983  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
984  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
985  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
986  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
987  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
988  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
989  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
990  */
991 struct rte_mempool *
992 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
993         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
994         int socket_id);
995
996 /**
997  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
998  *
999  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1000  * a wrapper to rte_mempool functions.
1001  *
1002  * @param name
1003  *   The name of the mbuf pool.
1004  * @param n
1005  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1006  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1007  *   n = (2^q - 1).
1008  * @param cache_size
1009  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1010  *   details.
1011  * @param priv_size
1012  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1013  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1014  * @param data_room_size
1015  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1016  * @param socket_id
1017  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1018  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1019  *   reserved zone.
1020  * @param ops_name
1021  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1022  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1023  * @return
1024  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1025  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1026  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1027  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1028  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1029  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1030  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1031  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1032  */
1033 struct rte_mempool * __rte_experimental
1034 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1035         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1036         int socket_id, const char *ops_name);
1037
1038 /**
1039  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1040  *
1041  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1042  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1043  *
1044  * @param mp
1045  *   The packet mbuf pool.
1046  * @return
1047  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1048  */
1049 static inline uint16_t
1050 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1051 {
1052         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1053
1054         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1055         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1056 }
1057
1058 /**
1059  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1060  *
1061  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1062  * structure and the data buffer where an application can store data
1063  * associated to a packet.
1064  *
1065  * @param mp
1066  *   The packet mbuf pool.
1067  * @return
1068  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1069  */
1070 static inline uint16_t
1071 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1072 {
1073         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1074
1075         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1076         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1077 }
1078
1079 /**
1080  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1081  *
1082  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1083  *
1084  * @param m
1085  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1086  */
1087 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1088 {
1089         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1090 }
1091
1092 /**
1093  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1094  *
1095  * The given mbuf must have only one segment.
1096  *
1097  * @param m
1098  *   The packet mbuf to be resetted.
1099  */
1100 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1101
1102 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1103 {
1104         m->next = NULL;
1105         m->pkt_len = 0;
1106         m->tx_offload = 0;
1107         m->vlan_tci = 0;
1108         m->vlan_tci_outer = 0;
1109         m->nb_segs = 1;
1110         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1111
1112         m->ol_flags = 0;
1113         m->packet_type = 0;
1114         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1115
1116         m->data_len = 0;
1117         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1118 }
1119
1120 /**
1121  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1122  *
1123  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1124  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1125  * (if buffer size allows).
1126  *
1127  * @param mp
1128  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1129  * @return
1130  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1131  *   - NULL if allocation failed.
1132  */
1133 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1134 {
1135         struct rte_mbuf *m;
1136         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1137                 rte_pktmbuf_reset(m);
1138         return m;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1143  * values.
1144  *
1145  *  @param pool
1146  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1147  *  @param mbufs
1148  *    Array of pointers to mbufs
1149  *  @param count
1150  *    Array size
1151  *  @return
1152  *   - 0: Success
1153  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1154  */
1155 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1156          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1157 {
1158         unsigned idx = 0;
1159         int rc;
1160
1161         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1162         if (unlikely(rc))
1163                 return rc;
1164
1165         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1166          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1167          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1168          * check if count is zero.
1169          */
1170         switch (count % 4) {
1171         case 0:
1172                 while (idx != count) {
1173                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1174                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1175                         idx++;
1176                         /* fall-through */
1177         case 3:
1178                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1179                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1180                         idx++;
1181                         /* fall-through */
1182         case 2:
1183                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1184                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1185                         idx++;
1186                         /* fall-through */
1187         case 1:
1188                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1189                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1190                         idx++;
1191                         /* fall-through */
1192                 }
1193         }
1194         return 0;
1195 }
1196
1197 /**
1198  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1199  *
1200  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1201  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1202  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1203  *
1204  * Right now, not supported:
1205  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1206  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1207  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1208  *
1209  * @param mi
1210  *   The indirect packet mbuf.
1211  * @param m
1212  *   The packet mbuf we're attaching to.
1213  */
1214 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1215 {
1216         struct rte_mbuf *md;
1217
1218         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1219             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1220
1221         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1222         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1223                 md = m;
1224         else
1225                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1226
1227         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1228         mi->priv_size = m->priv_size;
1229         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1230         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1231         mi->buf_len = m->buf_len;
1232
1233         mi->data_off = m->data_off;
1234         mi->data_len = m->data_len;
1235         mi->port = m->port;
1236         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1237         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1238         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1239         mi->hash = m->hash;
1240
1241         mi->next = NULL;
1242         mi->pkt_len = mi->data_len;
1243         mi->nb_segs = 1;
1244         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1245         mi->packet_type = m->packet_type;
1246         mi->timestamp = m->timestamp;
1247
1248         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1249         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1250 }
1251
1252 /**
1253  * Detach an indirect packet mbuf.
1254  *
1255  *  - restore original mbuf address and length values.
1256  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1257  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1258  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1259  *
1260  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1261  *
1262  * @param m
1263  *   The indirect attached packet mbuf.
1264  */
1265 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1266 {
1267         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1268         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1269         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1270
1271         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1272         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1273         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1274
1275         m->priv_size = priv_size;
1276         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1277         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1278         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1279         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1280         m->data_len = 0;
1281         m->ol_flags = 0;
1282
1283         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1284                 md->next = NULL;
1285                 md->nb_segs = 1;
1286                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1287                 rte_mbuf_raw_free(md);
1288         }
1289 }
1290
1291 /**
1292  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1293  *
1294  * This function does the same than a free, except that it does not
1295  * return the segment to its pool.
1296  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1297  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1298  *
1299  * @param m
1300  *   The mbuf to be unlinked
1301  * @return
1302  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1303  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1304  */
1305 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1306 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1307 {
1308         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1309
1310         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1311
1312                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1313                         rte_pktmbuf_detach(m);
1314
1315                 if (m->next != NULL) {
1316                         m->next = NULL;
1317                         m->nb_segs = 1;
1318                 }
1319
1320                 return m;
1321
1322         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1323
1324                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1325                         rte_pktmbuf_detach(m);
1326
1327                 if (m->next != NULL) {
1328                         m->next = NULL;
1329                         m->nb_segs = 1;
1330                 }
1331                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1332
1333                 return m;
1334         }
1335         return NULL;
1336 }
1337
1338 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1339 __rte_deprecated
1340 static inline struct rte_mbuf *
1341 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1342 {
1343         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1344 }
1345
1346 /**
1347  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1348  *
1349  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1350  * buffers.
1351  *
1352  * @param m
1353  *   The packet mbuf segment to be freed.
1354  */
1355 static __rte_always_inline void
1356 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1357 {
1358         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1359         if (likely(m != NULL))
1360                 rte_mbuf_raw_free(m);
1361 }
1362
1363 /**
1364  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1365  *
1366  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1367  * segment is added back into its original mempool.
1368  *
1369  * @param m
1370  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1371  */
1372 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1373 {
1374         struct rte_mbuf *m_next;
1375
1376         if (m != NULL)
1377                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1378
1379         while (m != NULL) {
1380                 m_next = m->next;
1381                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1382                 m = m_next;
1383         }
1384 }
1385
1386 /**
1387  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1388  *
1389  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1390  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1391  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1392  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1393  * from the original packet mbuf.
1394  *
1395  * @param md
1396  *   The packet mbuf to be cloned.
1397  * @param mp
1398  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1399  * @return
1400  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1401  *   - NULL if allocation fails.
1402  */
1403 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1404                 struct rte_mempool *mp)
1405 {
1406         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1407         uint32_t pktlen;
1408         uint16_t nseg;
1409
1410         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1411                 return NULL;
1412
1413         mi = mc;
1414         prev = &mi->next;
1415         pktlen = md->pkt_len;
1416         nseg = 0;
1417
1418         do {
1419                 nseg++;
1420                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1421                 *prev = mi;
1422                 prev = &mi->next;
1423         } while ((md = md->next) != NULL &&
1424             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1425
1426         *prev = NULL;
1427         mc->nb_segs = nseg;
1428         mc->pkt_len = pktlen;
1429
1430         /* Allocation of new indirect segment failed */
1431         if (unlikely (mi == NULL)) {
1432                 rte_pktmbuf_free(mc);
1433                 return NULL;
1434         }
1435
1436         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1437         return mc;
1438 }
1439
1440 /**
1441  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1442  *
1443  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1444  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1445  *
1446  * @param m
1447  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1448  * @param v
1449  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1450  */
1451 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1452 {
1453         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1454
1455         do {
1456                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1457         } while ((m = m->next) != NULL);
1458 }
1459
1460 /**
1461  * Get the headroom in a packet mbuf.
1462  *
1463  * @param m
1464  *   The packet mbuf.
1465  * @return
1466  *   The length of the headroom.
1467  */
1468 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1469 {
1470         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1471         return m->data_off;
1472 }
1473
1474 /**
1475  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1476  *
1477  * @param m
1478  *   The packet mbuf.
1479  * @return
1480  *   The length of the tailroom.
1481  */
1482 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1483 {
1484         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1485         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1486                           m->data_len);
1487 }
1488
1489 /**
1490  * Get the last segment of the packet.
1491  *
1492  * @param m
1493  *   The packet mbuf.
1494  * @return
1495  *   The last segment of the given mbuf.
1496  */
1497 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1498 {
1499         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1500         while (m->next != NULL)
1501                 m = m->next;
1502         return m;
1503 }
1504
1505 /**
1506  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1507  *
1508  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1509  * function, the user must ensure that the first segment is large
1510  * enough to accommodate its data.
1511  *
1512  * @param m
1513  *   The packet mbuf.
1514  * @param o
1515  *   The offset into the mbuf data.
1516  * @param t
1517  *   The type to cast the result into.
1518  */
1519 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1520         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1521
1522 /**
1523  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1524  *
1525  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1526  * function, the user must ensure that the first segment is large
1527  * enough to accommodate its data.
1528  *
1529  * @param m
1530  *   The packet mbuf.
1531  * @param t
1532  *   The type to cast the result into.
1533  */
1534 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1535
1536 /**
1537  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1538  * start of the data in the mbuf
1539  *
1540  * @param m
1541  *   The packet mbuf.
1542  * @param o
1543  *   The offset into the data to calculate address from.
1544  */
1545 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1546         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1547
1548 /* deprecated */
1549 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1550         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1551
1552 /**
1553  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1554  * data in the mbuf
1555  *
1556  * @param m
1557  *   The packet mbuf.
1558  */
1559 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1560
1561 /* deprecated */
1562 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1563
1564 /**
1565  * A macro that returns the length of the packet.
1566  *
1567  * The value can be read or assigned.
1568  *
1569  * @param m
1570  *   The packet mbuf.
1571  */
1572 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1573
1574 /**
1575  * A macro that returns the length of the segment.
1576  *
1577  * The value can be read or assigned.
1578  *
1579  * @param m
1580  *   The packet mbuf.
1581  */
1582 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1583
1584 /**
1585  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1586  *
1587  * Returns a pointer to the new
1588  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1589  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1590  *
1591  * @param m
1592  *   The pkt mbuf.
1593  * @param len
1594  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1595  * @return
1596  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1597  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1598  */
1599 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1600                                         uint16_t len)
1601 {
1602         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1603
1604         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1605                 return NULL;
1606
1607         m->data_off -= len;
1608         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1609         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1610
1611         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1612 }
1613
1614 /**
1615  * Append len bytes to an mbuf.
1616  *
1617  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1618  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1619  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1620  *
1621  * @param m
1622  *   The packet mbuf.
1623  * @param len
1624  *   The amount of data to append (in bytes).
1625  * @return
1626  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1627  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1628  */
1629 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1630 {
1631         void *tail;
1632         struct rte_mbuf *m_last;
1633
1634         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1635
1636         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1637         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1638                 return NULL;
1639
1640         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1641         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1642         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1643         return (char*) tail;
1644 }
1645
1646 /**
1647  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1648  *
1649  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1650  * length is greater than the length of the first segment, then the
1651  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1652  *
1653  * @param m
1654  *   The packet mbuf.
1655  * @param len
1656  *   The amount of data to remove (in bytes).
1657  * @return
1658  *   A pointer to the new start of the data.
1659  */
1660 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1661 {
1662         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1663
1664         if (unlikely(len > m->data_len))
1665                 return NULL;
1666
1667         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1668         m->data_off += len;
1669         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1670         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1671 }
1672
1673 /**
1674  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1675  *
1676  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1677  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1678  *
1679  * @param m
1680  *   The packet mbuf.
1681  * @param len
1682  *   The amount of data to remove (in bytes).
1683  * @return
1684  *   - 0: On success.
1685  *   - -1: On error.
1686  */
1687 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1688 {
1689         struct rte_mbuf *m_last;
1690
1691         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1692
1693         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1694         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1695                 return -1;
1696
1697         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1698         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 /**
1703  * Test if mbuf data is contiguous.
1704  *
1705  * @param m
1706  *   The packet mbuf.
1707  * @return
1708  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1709  *   - 0, if there is several segments.
1710  */
1711 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1712 {
1713         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1714         return !!(m->nb_segs == 1);
1715 }
1716
1717 /**
1718  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1719  */
1720 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1721         uint32_t len, void *buf);
1722
1723 /**
1724  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1725  *
1726  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1727  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1728  * pointer.
1729  *
1730  * @param m
1731  *   The pointer to the mbuf.
1732  * @param off
1733  *   The offset of the data in the mbuf.
1734  * @param len
1735  *   The amount of bytes to read.
1736  * @param buf
1737  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
1738  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1739  * @return
1740  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1741  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1742  */
1743 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1744         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1745 {
1746         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1747                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1748         else
1749                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1750 }
1751
1752 /**
1753  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1754  *
1755  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1756  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1757  * chain the entries manually.
1758  *
1759  * @param head
1760  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1761  * @param tail
1762  *   The mbuf to put last in the chain
1763  *
1764  * @return
1765  *   - 0, on success.
1766  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
1767  */
1768 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1769 {
1770         struct rte_mbuf *cur_tail;
1771
1772         /* Check for number-of-segments-overflow */
1773         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
1774                 return -EOVERFLOW;
1775
1776         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1777         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1778         cur_tail->next = tail;
1779
1780         /* accumulate number of segments and total length. */
1781         head->nb_segs += tail->nb_segs;
1782         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1783
1784         /* pkt_len is only set in the head */
1785         tail->pkt_len = tail->data_len;
1786
1787         return 0;
1788 }
1789
1790 /**
1791  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1792  *
1793  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1794  *
1795  * @param m
1796  *   The packet mbuf to be validated.
1797  * @return
1798  *   0 if packet is valid
1799  */
1800 static inline int
1801 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1802 {
1803         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1804         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1805
1806         /* Does packet set any of available offloads? */
1807         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1808                 return 0;
1809
1810         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1811                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1812
1813         /* Headers are fragmented */
1814         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1815                 return -ENOTSUP;
1816
1817         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1818         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1819                 return -EINVAL;
1820
1821         /* IP type not set when required */
1822         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1823                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1824                         return -EINVAL;
1825
1826         /* Check requirements for TSO packet */
1827         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1828                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1829                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1830                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1831                         return -EINVAL;
1832
1833         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1834         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1835                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1836                 return -EINVAL;
1837
1838         return 0;
1839 }
1840
1841 /**
1842  * Linearize data in mbuf.
1843  *
1844  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1845  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1846  *
1847  * @param mbuf
1848  *   mbuf to linearize
1849  * @return
1850  *   - 0, on success
1851  *   - -1, on error
1852  */
1853 static inline int
1854 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1855 {
1856         int seg_len, copy_len;
1857         struct rte_mbuf *m;
1858         struct rte_mbuf *m_next;
1859         char *buffer;
1860
1861         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1862                 return 0;
1863
1864         /* Extend first segment to the total packet length */
1865         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1866
1867         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1868                 return -1;
1869
1870         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1871         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1872
1873         /* Append data from next segments to the first one */
1874         m = mbuf->next;
1875         while (m != NULL) {
1876                 m_next = m->next;
1877
1878                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1879                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1880                 buffer += seg_len;
1881
1882                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1883                 m = m_next;
1884         }
1885
1886         mbuf->next = NULL;
1887         mbuf->nb_segs = 1;
1888
1889         return 0;
1890 }
1891
1892 /**
1893  * Dump an mbuf structure to a file.
1894  *
1895  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1896  * segments (in the case of a chained buffer).
1897  *
1898  * @param f
1899  *   A pointer to a file for output
1900  * @param m
1901  *   The packet mbuf.
1902  * @param dump_len
1903  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1904  *   the packet.
1905  */
1906 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1907
1908 #ifdef __cplusplus
1909 }
1910 #endif
1911
1912 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */