55206d9888012a1bcd1c021b834adc8ce459eadc
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *       from this software without specific prior written permission.
21  *
22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
48  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
49  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
50  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
51  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
52  * details.
53  *
54  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
55  * used to carry network packets.
56  *
57  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
58  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
59  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
60  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
61  */
62
63 #include <stdint.h>
64 #include <rte_common.h>
65 #include <rte_mempool.h>
66 #include <rte_memory.h>
67 #include <rte_atomic.h>
68 #include <rte_prefetch.h>
69 #include <rte_branch_prediction.h>
70 #include <rte_mbuf_ptype.h>
71
72 #ifdef __cplusplus
73 extern "C" {
74 #endif
75
76 /*
77  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
78  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
79  *
80  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
81  *   flags.
82  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
83  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
84  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
85  *   downwards, not upwards.
86  *
87  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
88  * rte_get_tx_ol_flag_name().
89  */
90
91 /**
92  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
93  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
94  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
95  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
96  */
97 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
98
99 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
100 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
101
102 /**
103  * Deprecated.
104  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
105  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
106  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
107  * wrong by the hardware.
108  */
109 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
110
111 /**
112  * Deprecated.
113  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
114  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
115  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
116  * wrong by the hardware.
117  */
118 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
119
120 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
121
122 /**
123  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
124  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
125  * in the RX configuration of the PMD.
126  */
127 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
128
129 /**
130  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
131  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
132  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
133  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
134  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
135  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
136  */
137 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
138
139 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
140 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
141 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
142 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
143
144 /**
145  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
146  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
147  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
148  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
149  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
150  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
151  */
152 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
153
154 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
155 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
156 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
157 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
158
159 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
160 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
161 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
162 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
163
164 /**
165  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
166  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
167  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
168  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
169  * must also be set.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
172
173 /**
174  * Deprecated.
175  * RX packet with double VLAN stripped.
176  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
179
180 /**
181  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
182  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
183  * valid and is set to the segment size of original packets.
184  */
185 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
186
187 /**
188  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
189  */
190 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
191
192 /* add new RX flags here */
193
194 /* add new TX flags here */
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_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
220
221 /**
222  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
223  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
224  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
225  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
226  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
227  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
228  *    to 0 in the packet
229  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
230  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
231  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
232  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
233  */
234 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
235
236 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
237
238 /**
239  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
240  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
241  * L4 checksum offload, the user needs to:
242  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
243  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
244  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
245  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
246  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
247  *    For SCTP, set the crc field to 0.
248  */
249 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
250 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
251 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
252 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
253 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
254
255 /**
256  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
257  * also be set by the application, although a PMD will only check
258  * PKT_TX_IP_CKSUM.
259  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
260  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
261  */
262 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
263
264 /**
265  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
266  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
267  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
268  * the inner headers.
269  */
270 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
271
272 /**
273  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
274  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
275  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
276  * the inner headers.
277  */
278 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
279
280 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
281
282 /**
283  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
284  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
285  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
286  * packet must be set to 0.
287  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
288  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
289  */
290 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
291
292 /**
293  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
294  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
295  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
296  */
297 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
298
299 /**
300  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
301  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
302  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
303  */
304 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
305
306 /**
307  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
308  * which can be set for packet.
309  */
310 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
311                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
312                 PKT_TX_L4_MASK |         \
313                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
314                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
315                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
316                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
317                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
318                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
319                 PKT_TX_MACSEC)
320
321 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
322
323 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
324
325 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
326 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
327
328 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
329 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
330
331 /**
332  * Get the name of a RX offload flag
333  *
334  * @param mask
335  *   The mask describing the flag.
336  * @return
337  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
338  */
339 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
340
341 /**
342  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
343  *
344  * @param mask
345  *   The mask describing the RX flags.
346  * @param buf
347  *   The output buffer.
348  * @param buflen
349  *   The length of the buffer.
350  * @return
351  *   0 on success, (-1) on error.
352  */
353 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
354
355 /**
356  * Get the name of a TX offload flag
357  *
358  * @param mask
359  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
360  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
361  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
362  * @return
363  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
364  */
365 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
366
367 /**
368  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
369  *
370  * @param mask
371  *   The mask describing the TX flags.
372  * @param buf
373  *   The output buffer.
374  * @param buflen
375  *   The length of the buffer.
376  * @return
377  *   0 on success, (-1) on error.
378  */
379 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
380
381 /**
382  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
383  * splitting it into multiple segments.
384  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
385  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
386  */
387 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
388 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
389         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
390
391 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
392  * mbuf */
393 __extension__
394 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
395 __extension__
396 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
397 __extension__
398 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
399                                * with a single assignment */
400
401 /**
402  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
403  */
404 struct rte_mbuf {
405         MARKER cacheline0;
406
407         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
408         /**
409          * Physical address of segment buffer.
410          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
411          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
412          * working on vector drivers easier.
413          */
414         phys_addr_t buf_physaddr __rte_aligned(sizeof(phys_addr_t));
415
416         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
417         MARKER64 rearm_data;
418         uint16_t data_off;
419
420         /**
421          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
422          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
423          * It should only be accessed using the following functions:
424          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
425          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
426          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
427          * config option.
428          */
429         RTE_STD_C11
430         union {
431                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
432                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
433         };
434         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
435
436         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
437         uint16_t port;
438
439         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
440
441         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
442         MARKER rx_descriptor_fields1;
443
444         /*
445          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
446          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
447          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
448          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
449          * vlan is stripped from the data.
450          */
451         RTE_STD_C11
452         union {
453                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
454                 struct {
455                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
456                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
457                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
458                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
459                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
460                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
461                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
462                 };
463         };
464
465         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
466         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
467         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
468         uint16_t vlan_tci;
469
470         union {
471                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
472                 struct {
473                         RTE_STD_C11
474                         union {
475                                 struct {
476                                         uint16_t hash;
477                                         uint16_t id;
478                                 };
479                                 uint32_t lo;
480                                 /**< Second 4 flexible bytes */
481                         };
482                         uint32_t hi;
483                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
484                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
485                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
486                 struct {
487                         uint32_t lo;
488                         uint32_t hi;
489                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
490                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
491         } hash;                   /**< hash information */
492
493         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
494         uint16_t vlan_tci_outer;
495
496         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
497
498         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
499          * are not normalized but are always the same for a given port.
500          */
501         uint64_t timestamp;
502
503         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
504         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
505
506         RTE_STD_C11
507         union {
508                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
509                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
510         };
511
512         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
513         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
514
515         /* fields to support TX offloads */
516         RTE_STD_C11
517         union {
518                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
519                 __extension__
520                 struct {
521                         uint64_t l2_len:7;
522                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
523                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
524                          */
525                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
526                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
527                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
528
529                         /* fields for TX offloading of tunnels */
530                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
531                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
532
533                         /* uint64_t unused:8; */
534                 };
535         };
536
537         /** Size of the application private data. In case of an indirect
538          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
539         uint16_t priv_size;
540
541         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
542         uint16_t timesync;
543
544         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
545         uint32_t seqn;
546
547 } __rte_cache_aligned;
548
549 /**
550  * Prefetch the first part of the mbuf
551  *
552  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
553  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
554  * 64B, the second part will also be prefetched.
555  *
556  * @param m
557  *   The pointer to the mbuf.
558  */
559 static inline void
560 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
561 {
562         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
563 }
564
565 /**
566  * Prefetch the second part of the mbuf
567  *
568  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
569  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
570  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
571  * already in cache.
572  *
573  * @param m
574  *   The pointer to the mbuf.
575  */
576 static inline void
577 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
578 {
579 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
580         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
581 #else
582         RTE_SET_USED(m);
583 #endif
584 }
585
586
587 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
588
589 /**
590  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
591  *
592  * @param mb
593  *   The pointer to the mbuf.
594  * @return
595  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
596  */
597 static inline phys_addr_t
598 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
599 {
600         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
601 }
602
603 /**
604  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
605  *
606  * This function is used by drivers in their receive function, as it
607  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
608  * the default headroom in account.
609  *
610  * @param mb
611  *   The pointer to the mbuf.
612  * @return
613  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
614  */
615 static inline phys_addr_t
616 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
617 {
618         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
619 }
620
621 /**
622  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
623  *
624  * @param mi
625  *   The pointer to the indirect mbuf.
626  * @return
627  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
628  */
629 static inline struct rte_mbuf *
630 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
631 {
632         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
633 }
634
635 /**
636  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
637  *
638  * @param md
639  *   The pointer to the mbuf.
640  * @return
641  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
642  */
643 static inline char *
644 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
645 {
646         char *buffer_addr;
647         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
648         return buffer_addr;
649 }
650
651 /**
652  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
653  */
654 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
655
656 /**
657  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
658  */
659 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
660
661 /**
662  * Private data in case of pktmbuf pool.
663  *
664  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
665  * appended after the mempool structure (in private data).
666  */
667 struct rte_pktmbuf_pool_private {
668         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
669         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
670 };
671
672 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
673
674 /**  check mbuf type in debug mode */
675 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
676
677 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
678
679 /**  check mbuf type in debug mode */
680 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
681
682 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
683
684 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
685
686 /**
687  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
688  * @param m
689  *   Mbuf to read
690  * @return
691  *   Reference count number.
692  */
693 static inline uint16_t
694 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
695 {
696         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
697 }
698
699 /**
700  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
701  * @param m
702  *   Mbuf to update
703  * @param new_value
704  *   Value set
705  */
706 static inline void
707 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
708 {
709         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
710 }
711
712 /**
713  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
714  * @param m
715  *   Mbuf to update
716  * @param value
717  *   Value to add/subtract
718  * @return
719  *   Updated value
720  */
721 static inline uint16_t
722 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
723 {
724         /*
725          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
726          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
727          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
728          * operation has to be used because concurrent accesses on the
729          * reference counter can occur.
730          */
731         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
732                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
733                 return 1 + value;
734         }
735
736         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
737 }
738
739 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
740
741 /**
742  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
743  */
744 static inline uint16_t
745 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
746 {
747         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
748         return m->refcnt;
749 }
750
751 /**
752  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
753  */
754 static inline uint16_t
755 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
756 {
757         return m->refcnt;
758 }
759
760 /**
761  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
762  */
763 static inline void
764 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
765 {
766         m->refcnt = new_value;
767 }
768
769 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
770
771 /** Mbuf prefetch */
772 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
773         if ((m) != NULL)                        \
774                 rte_prefetch0(m);               \
775 } while (0)
776
777
778 /**
779  * Sanity checks on an mbuf.
780  *
781  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
782  * panic if corruption is detected.
783  *
784  * @param m
785  *   The mbuf to be checked.
786  * @param is_header
787  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
788  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
789  */
790 void
791 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
792
793 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
794         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
795         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
796         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
797         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
798 } while (0)
799
800 /**
801  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
802  *
803  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
804  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
805  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
806  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
807  *
808  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
809  * are initialized: buf_addr, buf_physaddr, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
810  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
811  * by the caller.
812  *
813  * @param mp
814  *   The mempool from which mbuf is allocated.
815  * @return
816  *   - The pointer to the new mbuf on success.
817  *   - NULL if allocation failed.
818  */
819 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
820 {
821         struct rte_mbuf *m;
822         void *mb = NULL;
823
824         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
825                 return NULL;
826         m = (struct rte_mbuf *)mb;
827         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
828         return m;
829 }
830
831 /**
832  * Put mbuf back into its original mempool.
833  *
834  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
835  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
836  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
837  *
838  * This function should be used with care, when optimization is
839  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
840  * rte_pktmbuf_free_seg().
841  *
842  * @param m
843  *   The mbuf to be freed.
844  */
845 static __rte_always_inline void
846 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
847 {
848         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
849         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
850         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
851         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
852         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
853         rte_mempool_put(m->pool, m);
854 }
855
856 /* compat with older versions */
857 __rte_deprecated
858 static inline void
859 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
860 {
861         rte_mbuf_raw_free(m);
862 }
863
864 /* Operations on ctrl mbuf */
865
866 /**
867  * The control mbuf constructor.
868  *
869  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
870  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
871  * start address, and so on). This function is given as a callback function
872  * to rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
873  *
874  * @param mp
875  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
876  * @param opaque_arg
877  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
878  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
879  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
880  * @param m
881  *   The mbuf to initialize.
882  * @param i
883  *   The index of the mbuf in the pool table.
884  */
885 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
886                 void *m, unsigned i);
887
888 /**
889  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
890  *
891  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
892  * buffer, and with a length of zero.
893  *
894  * @param mp
895  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
896  * @return
897  *   - The pointer to the new mbuf on success.
898  *   - NULL if allocation failed.
899  */
900 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
901
902 /**
903  * Free a control mbuf back into its original mempool.
904  *
905  * @param m
906  *   The control mbuf to be freed.
907  */
908 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
909
910 /**
911  * A macro that returns the pointer to the carried data.
912  *
913  * The value that can be read or assigned.
914  *
915  * @param m
916  *   The control mbuf.
917  */
918 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
919
920 /**
921  * A macro that returns the length of the carried data.
922  *
923  * The value that can be read or assigned.
924  *
925  * @param m
926  *   The control mbuf.
927  */
928 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
929
930 /**
931  * Tests if an mbuf is a control mbuf
932  *
933  * @param m
934  *   The mbuf to be tested
935  * @return
936  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
937  *   - False(0) otherwise
938  */
939 static inline int
940 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
941 {
942         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
943 }
944
945 /* Operations on pkt mbuf */
946
947 /**
948  * The packet mbuf constructor.
949  *
950  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
951  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
952  * address, and so on). This function is given as a callback function to
953  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
954  *
955  * @param mp
956  *   The mempool from which mbufs originate.
957  * @param opaque_arg
958  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
959  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
960  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
961  * @param m
962  *   The mbuf to initialize.
963  * @param i
964  *   The index of the mbuf in the pool table.
965  */
966 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
967                       void *m, unsigned i);
968
969
970 /**
971  * A  packet mbuf pool constructor.
972  *
973  * This function initializes the mempool private data in the case of a
974  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
975  * function must be called on the mempool before it is used, or it
976  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
977  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
978  * provide another packet size.
979  *
980  * @param mp
981  *   The mempool from which mbufs originate.
982  * @param opaque_arg
983  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
984  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
985  *   rte_mempool_create().
986  */
987 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
988
989 /**
990  * Create a mbuf pool.
991  *
992  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
993  * a wrapper to rte_mempool functions.
994  *
995  * @param name
996  *   The name of the mbuf pool.
997  * @param n
998  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
999  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1000  *   n = (2^q - 1).
1001  * @param cache_size
1002  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1003  *   details.
1004  * @param priv_size
1005  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1006  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1007  * @param data_room_size
1008  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1009  * @param socket_id
1010  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1011  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1012  *   reserved zone.
1013  * @return
1014  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1015  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1016  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1017  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1018  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1019  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1020  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1021  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1022  */
1023 struct rte_mempool *
1024 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1025         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1026         int socket_id);
1027
1028 /**
1029  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1030  *
1031  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1032  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1033  *
1034  * @param mp
1035  *   The packet mbuf pool.
1036  * @return
1037  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1038  */
1039 static inline uint16_t
1040 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1041 {
1042         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1043
1044         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1045         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1046 }
1047
1048 /**
1049  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1050  *
1051  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1052  * structure and the data buffer where an application can store data
1053  * associated to a packet.
1054  *
1055  * @param mp
1056  *   The packet mbuf pool.
1057  * @return
1058  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1059  */
1060 static inline uint16_t
1061 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1062 {
1063         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1064
1065         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1066         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1071  *
1072  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1073  *
1074  * @param m
1075  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1076  */
1077 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1078 {
1079         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1080 }
1081
1082 /**
1083  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1084  *
1085  * The given mbuf must have only one segment.
1086  *
1087  * @param m
1088  *   The packet mbuf to be resetted.
1089  */
1090 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1091 {
1092         m->next = NULL;
1093         m->pkt_len = 0;
1094         m->tx_offload = 0;
1095         m->vlan_tci = 0;
1096         m->vlan_tci_outer = 0;
1097         m->nb_segs = 1;
1098         m->port = 0xff;
1099
1100         m->ol_flags = 0;
1101         m->packet_type = 0;
1102         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1103
1104         m->data_len = 0;
1105         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1106 }
1107
1108 /**
1109  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1110  *
1111  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1112  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1113  * (if buffer size allows).
1114  *
1115  * @param mp
1116  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1117  * @return
1118  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1119  *   - NULL if allocation failed.
1120  */
1121 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1122 {
1123         struct rte_mbuf *m;
1124         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1125                 rte_pktmbuf_reset(m);
1126         return m;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1131  * values.
1132  *
1133  *  @param pool
1134  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1135  *  @param mbufs
1136  *    Array of pointers to mbufs
1137  *  @param count
1138  *    Array size
1139  *  @return
1140  *   - 0: Success
1141  */
1142 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1143          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1144 {
1145         unsigned idx = 0;
1146         int rc;
1147
1148         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1149         if (unlikely(rc))
1150                 return rc;
1151
1152         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1153          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1154          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1155          * check if count is zero.
1156          */
1157         switch (count % 4) {
1158         case 0:
1159                 while (idx != count) {
1160                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1161                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1162                         idx++;
1163                         /* fall-through */
1164         case 3:
1165                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1166                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1167                         idx++;
1168                         /* fall-through */
1169         case 2:
1170                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1171                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1172                         idx++;
1173                         /* fall-through */
1174         case 1:
1175                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1176                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1177                         idx++;
1178                         /* fall-through */
1179                 }
1180         }
1181         return 0;
1182 }
1183
1184 /**
1185  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1186  *
1187  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1188  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1189  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1190  *
1191  * Right now, not supported:
1192  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1193  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1194  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1195  *
1196  * @param mi
1197  *   The indirect packet mbuf.
1198  * @param m
1199  *   The packet mbuf we're attaching to.
1200  */
1201 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1202 {
1203         struct rte_mbuf *md;
1204
1205         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1206             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1207
1208         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1209         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1210                 md = m;
1211         else
1212                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1213
1214         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1215         mi->priv_size = m->priv_size;
1216         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1217         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1218         mi->buf_len = m->buf_len;
1219
1220         mi->data_off = m->data_off;
1221         mi->data_len = m->data_len;
1222         mi->port = m->port;
1223         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1224         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1225         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1226         mi->hash = m->hash;
1227
1228         mi->next = NULL;
1229         mi->pkt_len = mi->data_len;
1230         mi->nb_segs = 1;
1231         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1232         mi->packet_type = m->packet_type;
1233         mi->timestamp = m->timestamp;
1234
1235         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1236         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1237 }
1238
1239 /**
1240  * Detach an indirect packet mbuf.
1241  *
1242  *  - restore original mbuf address and length values.
1243  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1244  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1245  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1246  *
1247  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1248  *
1249  * @param m
1250  *   The indirect attached packet mbuf.
1251  */
1252 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1253 {
1254         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1255         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1256         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1257
1258         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1259         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1260         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1261
1262         m->priv_size = priv_size;
1263         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1264         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1265         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1266         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1267         m->data_len = 0;
1268         m->ol_flags = 0;
1269
1270         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1271                 md->next = NULL;
1272                 md->nb_segs = 1;
1273                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1274                 rte_mbuf_raw_free(md);
1275         }
1276 }
1277
1278 /**
1279  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1280  *
1281  * This function does the same than a free, except that it does not
1282  * return the segment to its pool.
1283  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1284  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1285  *
1286  * @param m
1287  *   The mbuf to be unlinked
1288  * @return
1289  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1290  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1291  */
1292 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1293 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1294 {
1295         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1296
1297         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1298
1299                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1300                         rte_pktmbuf_detach(m);
1301
1302                 if (m->next != NULL) {
1303                         m->next = NULL;
1304                         m->nb_segs = 1;
1305                 }
1306
1307                 return m;
1308
1309        } else if (rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, -1) == 0) {
1310
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                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1320
1321                 return m;
1322         }
1323         return NULL;
1324 }
1325
1326 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1327 __rte_deprecated
1328 static inline struct rte_mbuf *
1329 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1330 {
1331         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1332 }
1333
1334 /**
1335  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1336  *
1337  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1338  * buffers.
1339  *
1340  * @param m
1341  *   The packet mbuf segment to be freed.
1342  */
1343 static __rte_always_inline void
1344 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1345 {
1346         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1347         if (likely(m != NULL))
1348                 rte_mbuf_raw_free(m);
1349 }
1350
1351 /**
1352  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1353  *
1354  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1355  * segment is added back into its original mempool.
1356  *
1357  * @param m
1358  *   The packet mbuf to be freed.
1359  */
1360 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1361 {
1362         struct rte_mbuf *m_next;
1363
1364         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1365
1366         while (m != NULL) {
1367                 m_next = m->next;
1368                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1369                 m = m_next;
1370         }
1371 }
1372
1373 /**
1374  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1375  *
1376  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1377  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1378  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1379  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1380  * from the original packet mbuf.
1381  *
1382  * @param md
1383  *   The packet mbuf to be cloned.
1384  * @param mp
1385  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1386  * @return
1387  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1388  *   - NULL if allocation fails.
1389  */
1390 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1391                 struct rte_mempool *mp)
1392 {
1393         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1394         uint32_t pktlen;
1395         uint8_t nseg;
1396
1397         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1398                 return NULL;
1399
1400         mi = mc;
1401         prev = &mi->next;
1402         pktlen = md->pkt_len;
1403         nseg = 0;
1404
1405         do {
1406                 nseg++;
1407                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1408                 *prev = mi;
1409                 prev = &mi->next;
1410         } while ((md = md->next) != NULL &&
1411             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1412
1413         *prev = NULL;
1414         mc->nb_segs = nseg;
1415         mc->pkt_len = pktlen;
1416
1417         /* Allocation of new indirect segment failed */
1418         if (unlikely (mi == NULL)) {
1419                 rte_pktmbuf_free(mc);
1420                 return NULL;
1421         }
1422
1423         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1424         return mc;
1425 }
1426
1427 /**
1428  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1429  *
1430  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1431  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1432  *
1433  * @param m
1434  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1435  * @param v
1436  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1437  */
1438 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1439 {
1440         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1441
1442         do {
1443                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1444         } while ((m = m->next) != NULL);
1445 }
1446
1447 /**
1448  * Get the headroom in a packet mbuf.
1449  *
1450  * @param m
1451  *   The packet mbuf.
1452  * @return
1453  *   The length of the headroom.
1454  */
1455 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1456 {
1457         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1458         return m->data_off;
1459 }
1460
1461 /**
1462  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1463  *
1464  * @param m
1465  *   The packet mbuf.
1466  * @return
1467  *   The length of the tailroom.
1468  */
1469 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1470 {
1471         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1472         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1473                           m->data_len);
1474 }
1475
1476 /**
1477  * Get the last segment of the packet.
1478  *
1479  * @param m
1480  *   The packet mbuf.
1481  * @return
1482  *   The last segment of the given mbuf.
1483  */
1484 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1485 {
1486         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1487
1488         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1489         while (m2->next != NULL)
1490                 m2 = m2->next;
1491         return m2;
1492 }
1493
1494 /**
1495  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1496  *
1497  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1498  * function, the user must ensure that the first segment is large
1499  * enough to accommodate its data.
1500  *
1501  * @param m
1502  *   The packet mbuf.
1503  * @param o
1504  *   The offset into the mbuf data.
1505  * @param t
1506  *   The type to cast the result into.
1507  */
1508 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1509         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1510
1511 /**
1512  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1513  *
1514  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1515  * function, the user must ensure that the first segment is large
1516  * enough to accommodate its data.
1517  *
1518  * @param m
1519  *   The packet mbuf.
1520  * @param t
1521  *   The type to cast the result into.
1522  */
1523 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1524
1525 /**
1526  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1527  * start of the data in the mbuf
1528  *
1529  * @param m
1530  *   The packet mbuf.
1531  * @param o
1532  *   The offset into the data to calculate address from.
1533  */
1534 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1535         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1536
1537 /**
1538  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1539  * data in the mbuf
1540  *
1541  * @param m
1542  *   The packet mbuf.
1543  */
1544 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1545
1546 /**
1547  * A macro that returns the length of the packet.
1548  *
1549  * The value can be read or assigned.
1550  *
1551  * @param m
1552  *   The packet mbuf.
1553  */
1554 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1555
1556 /**
1557  * A macro that returns the length of the segment.
1558  *
1559  * The value can be read or assigned.
1560  *
1561  * @param m
1562  *   The packet mbuf.
1563  */
1564 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1565
1566 /**
1567  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1568  *
1569  * Returns a pointer to the new
1570  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1571  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1572  *
1573  * @param m
1574  *   The pkt mbuf.
1575  * @param len
1576  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1577  * @return
1578  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1579  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1580  */
1581 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1582                                         uint16_t len)
1583 {
1584         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1585
1586         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1587                 return NULL;
1588
1589         m->data_off -= len;
1590         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1591         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1592
1593         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1594 }
1595
1596 /**
1597  * Append len bytes to an mbuf.
1598  *
1599  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1600  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1601  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1602  *
1603  * @param m
1604  *   The packet mbuf.
1605  * @param len
1606  *   The amount of data to append (in bytes).
1607  * @return
1608  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1609  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1610  */
1611 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1612 {
1613         void *tail;
1614         struct rte_mbuf *m_last;
1615
1616         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1617
1618         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1619         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1620                 return NULL;
1621
1622         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1623         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1624         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1625         return (char*) tail;
1626 }
1627
1628 /**
1629  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1630  *
1631  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1632  * length is greater than the length of the first segment, then the
1633  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1634  *
1635  * @param m
1636  *   The packet mbuf.
1637  * @param len
1638  *   The amount of data to remove (in bytes).
1639  * @return
1640  *   A pointer to the new start of the data.
1641  */
1642 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1643 {
1644         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1645
1646         if (unlikely(len > m->data_len))
1647                 return NULL;
1648
1649         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1650         m->data_off += len;
1651         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1652         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1653 }
1654
1655 /**
1656  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1657  *
1658  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1659  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1660  *
1661  * @param m
1662  *   The packet mbuf.
1663  * @param len
1664  *   The amount of data to remove (in bytes).
1665  * @return
1666  *   - 0: On success.
1667  *   - -1: On error.
1668  */
1669 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1670 {
1671         struct rte_mbuf *m_last;
1672
1673         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1674
1675         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1676         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1677                 return -1;
1678
1679         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1680         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * Test if mbuf data is contiguous.
1686  *
1687  * @param m
1688  *   The packet mbuf.
1689  * @return
1690  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1691  *   - 0, if there is several segments.
1692  */
1693 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1694 {
1695         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1696         return !!(m->nb_segs == 1);
1697 }
1698
1699 /**
1700  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1701  */
1702 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1703         uint32_t len, void *buf);
1704
1705 /**
1706  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1707  *
1708  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1709  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1710  * pointer.
1711  *
1712  * @param m
1713  *   The pointer to the mbuf.
1714  * @param off
1715  *   The offset of the data in the mbuf.
1716  * @param len
1717  *   The amount of bytes to read.
1718  * @param buf
1719  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1720  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1721  * @return
1722  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1723  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1724  */
1725 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1726         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1727 {
1728         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1729                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1730         else
1731                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1732 }
1733
1734 /**
1735  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1736  *
1737  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1738  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1739  * chain the entries manually.
1740  *
1741  * @param head
1742  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1743  * @param tail
1744  *   The mbuf to put last in the chain
1745  *
1746  * @return
1747  *   - 0, on success.
1748  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1749  */
1750 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1751 {
1752         struct rte_mbuf *cur_tail;
1753
1754         /* Check for number-of-segments-overflow */
1755         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1756                 return -EOVERFLOW;
1757
1758         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1759         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1760         cur_tail->next = tail;
1761
1762         /* accumulate number of segments and total length. */
1763         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1764         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1765
1766         /* pkt_len is only set in the head */
1767         tail->pkt_len = tail->data_len;
1768
1769         return 0;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1774  *
1775  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1776  *
1777  * @param m
1778  *   The packet mbuf to be validated.
1779  * @return
1780  *   0 if packet is valid
1781  */
1782 static inline int
1783 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1784 {
1785         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1786         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1787
1788         /* Does packet set any of available offloads? */
1789         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1790                 return 0;
1791
1792         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1793                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1794
1795         /* Headers are fragmented */
1796         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1797                 return -ENOTSUP;
1798
1799         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1800         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1801                 return -EINVAL;
1802
1803         /* IP type not set when required */
1804         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1805                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1806                         return -EINVAL;
1807
1808         /* Check requirements for TSO packet */
1809         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1810                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1811                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1812                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1813                         return -EINVAL;
1814
1815         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1816         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1817                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1818                 return -EINVAL;
1819
1820         return 0;
1821 }
1822
1823 /**
1824  * Linearize data in mbuf.
1825  *
1826  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1827  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1828  *
1829  * @param mbuf
1830  *   mbuf to linearize
1831  * @return
1832  *   - 0, on success
1833  *   - -1, on error
1834  */
1835 static inline int
1836 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1837 {
1838         int seg_len, copy_len;
1839         struct rte_mbuf *m;
1840         struct rte_mbuf *m_next;
1841         char *buffer;
1842
1843         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1844                 return 0;
1845
1846         /* Extend first segment to the total packet length */
1847         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1848
1849         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1850                 return -1;
1851
1852         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1853         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1854
1855         /* Append data from next segments to the first one */
1856         m = mbuf->next;
1857         while (m != NULL) {
1858                 m_next = m->next;
1859
1860                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1861                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1862                 buffer += seg_len;
1863
1864                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1865                 m = m_next;
1866         }
1867
1868         mbuf->next = NULL;
1869         mbuf->nb_segs = 1;
1870
1871         return 0;
1872 }
1873
1874 /**
1875  * Dump an mbuf structure to a file.
1876  *
1877  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1878  * segments (in the case of a chained buffer).
1879  *
1880  * @param f
1881  *   A pointer to a file for output
1882  * @param m
1883  *   The packet mbuf.
1884  * @param dump_len
1885  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1886  *   the packet.
1887  */
1888 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1889
1890 #ifdef __cplusplus
1891 }
1892 #endif
1893
1894 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */