eventdev: add eth Tx adapter APIs
[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  * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
205  * of tunnel packets.
206  * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
207  * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
208  * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
209  */
210 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
211 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
212 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
213 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
214 /** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
215 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
216 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
217 /**
218  * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
219  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
220  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
221  * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
222  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
223  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
224  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
225  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
226  * or checksum are not expected to be updated.
227  */
228 #define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
229 /**
230  * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
231  * UDP tunnel type implies outer IP layer.
232  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
233  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
234  * if possible.
235  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
236  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
237  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
238  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
239  * or checksum are not expected to be updated.
240  */
241 #define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 45)
242 /* add new TX TUNNEL type here */
243 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
244
245 /**
246  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
247  */
248 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
249 /* this old name is deprecated */
250 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
251
252 /**
253  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
254  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
255  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
256  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
257  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
258  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
259  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
260  */
261 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
262
263 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
264
265 /**
266  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
267  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
268  * L4 checksum offload, the user needs to:
269  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
270  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
271  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
272  */
273 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
274 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
275 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
276 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
277 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
278
279 /**
280  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
281  * also be set by the application, although a PMD will only check
282  * PKT_TX_IP_CKSUM.
283  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
284  */
285 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
286
287 /**
288  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
289  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
290  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
291  * the inner headers.
292  */
293 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
294
295 /**
296  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
297  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
298  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
299  * the inner headers.
300  */
301 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
302
303 /**
304  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
305  */
306 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
307 /* this old name is deprecated */
308 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
309
310 /**
311  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
312  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
313  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
314  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
315  */
316 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
317
318 /**
319  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
320  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
321  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
322  */
323 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
324
325 /**
326  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
327  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
328  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
329  */
330 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
331
332 /**
333  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
334  * which can be set for packet.
335  */
336 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
337                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
338                 PKT_TX_L4_MASK |         \
339                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
340                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
341                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
342                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
343                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
344                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
345                 PKT_TX_MACSEC |          \
346                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD)
347
348 /**
349  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
350  */
351 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
352
353 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
354
355 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
356 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
357
358 /**
359  * Get the name of a RX offload flag
360  *
361  * @param mask
362  *   The mask describing the flag.
363  * @return
364  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
365  */
366 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
367
368 /**
369  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
370  *
371  * @param mask
372  *   The mask describing the RX flags.
373  * @param buf
374  *   The output buffer.
375  * @param buflen
376  *   The length of the buffer.
377  * @return
378  *   0 on success, (-1) on error.
379  */
380 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
381
382 /**
383  * Get the name of a TX offload flag
384  *
385  * @param mask
386  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
387  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
388  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
389  * @return
390  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
391  */
392 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
393
394 /**
395  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
396  *
397  * @param mask
398  *   The mask describing the TX flags.
399  * @param buf
400  *   The output buffer.
401  * @param buflen
402  *   The length of the buffer.
403  * @return
404  *   0 on success, (-1) on error.
405  */
406 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
407
408 /**
409  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
410  * splitting it into multiple segments.
411  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
412  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
413  */
414 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
415 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
416         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
417
418 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
419  * mbuf */
420 __extension__
421 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
422 __extension__
423 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
424 __extension__
425 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
426                                * with a single assignment */
427
428 /**
429  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
430  */
431 struct rte_mbuf {
432         MARKER cacheline0;
433
434         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
435         /**
436          * Physical address of segment buffer.
437          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
438          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
439          * working on vector drivers easier.
440          */
441         RTE_STD_C11
442         union {
443                 rte_iova_t buf_iova;
444                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
445         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
446
447         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
448         MARKER64 rearm_data;
449         uint16_t data_off;
450
451         /**
452          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
453          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
454          * It should only be accessed using the following functions:
455          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
456          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
457          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
458          * config option.
459          */
460         RTE_STD_C11
461         union {
462                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
463                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
464         };
465         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
466
467         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
468          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
469          */
470         uint16_t port;
471
472         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
473
474         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
475         MARKER rx_descriptor_fields1;
476
477         /*
478          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
479          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
480          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
481          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
482          * vlan is stripped from the data.
483          */
484         RTE_STD_C11
485         union {
486                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
487                 struct {
488                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
489                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
490                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
491                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
492                         RTE_STD_C11
493                         union {
494                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
495                                 /**< ESP next protocol type, valid if
496                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
497                                  * on both Tx and Rx.
498                                  */
499                                 __extension__
500                                 struct {
501                                         uint8_t inner_l2_type:4;
502                                         /**< Inner L2 type. */
503                                         uint8_t inner_l3_type:4;
504                                         /**< Inner L3 type. */
505                                 };
506                         };
507                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
508                 };
509         };
510
511         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
512         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
513         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
514         uint16_t vlan_tci;
515
516         union {
517                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
518                 struct {
519                         RTE_STD_C11
520                         union {
521                                 struct {
522                                         uint16_t hash;
523                                         uint16_t id;
524                                 };
525                                 uint32_t lo;
526                                 /**< Second 4 flexible bytes */
527                         };
528                         uint32_t hi;
529                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
530                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
531                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
532                 struct {
533                         uint32_t lo;
534                         uint32_t hi;
535                         /**< The event eth Tx adapter uses this field to store
536                          * Tx queue id. @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
537                          */
538                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
539                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
540         } hash;                   /**< hash information */
541
542         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
543         uint16_t vlan_tci_outer;
544
545         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
546
547         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
548          * are not normalized but are always the same for a given port.
549          */
550         uint64_t timestamp;
551
552         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
553         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
554
555         RTE_STD_C11
556         union {
557                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
558                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
559         };
560
561         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
562         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
563
564         /* fields to support TX offloads */
565         RTE_STD_C11
566         union {
567                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
568                 __extension__
569                 struct {
570                         uint64_t l2_len:7;
571                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
572                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
573                          */
574                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
575                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
576                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
577
578                         /* fields for TX offloading of tunnels */
579                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
580                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
581
582                         /* uint64_t unused:8; */
583                 };
584         };
585
586         /** Size of the application private data. In case of an indirect
587          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
588         uint16_t priv_size;
589
590         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
591         uint16_t timesync;
592
593         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
594         uint32_t seqn;
595
596         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
597          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
598          */
599         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
600
601 } __rte_cache_aligned;
602
603 /**
604  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
605  */
606 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
607
608 /**
609  * Shared data at the end of an external buffer.
610  */
611 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
612         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
613         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
614         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
615 };
616
617 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
618 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
619
620 /**
621  * Prefetch the first part of the mbuf
622  *
623  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
624  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
625  * 64B, the second part will also be prefetched.
626  *
627  * @param m
628  *   The pointer to the mbuf.
629  */
630 static inline void
631 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
632 {
633         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
634 }
635
636 /**
637  * Prefetch the second part of the mbuf
638  *
639  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
640  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
641  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
642  * already in cache.
643  *
644  * @param m
645  *   The pointer to the mbuf.
646  */
647 static inline void
648 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
649 {
650 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
651         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
652 #else
653         RTE_SET_USED(m);
654 #endif
655 }
656
657
658 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
659
660 /**
661  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
662  *
663  * @param mb
664  *   The pointer to the mbuf.
665  * @return
666  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
667  */
668 static inline rte_iova_t
669 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
670 {
671         return mb->buf_iova + mb->data_off;
672 }
673
674 __rte_deprecated
675 static inline phys_addr_t
676 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
677 {
678         return rte_mbuf_data_iova(mb);
679 }
680
681 /**
682  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
683  *
684  * This function is used by drivers in their receive function, as it
685  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
686  * the default headroom in account.
687  *
688  * @param mb
689  *   The pointer to the mbuf.
690  * @return
691  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
692  */
693 static inline rte_iova_t
694 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
695 {
696         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
697 }
698
699 __rte_deprecated
700 static inline phys_addr_t
701 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
702 {
703         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
704 }
705
706 /**
707  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
708  *
709  * @param mi
710  *   The pointer to the indirect mbuf.
711  * @return
712  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
713  */
714 static inline struct rte_mbuf *
715 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
716 {
717         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
718 }
719
720 /**
721  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
722  *
723  * @param md
724  *   The pointer to the mbuf.
725  * @return
726  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
727  */
728 static inline char *
729 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
730 {
731         char *buffer_addr;
732         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
733         return buffer_addr;
734 }
735
736 /**
737  * Return the starting address of the private data area embedded in
738  * the given mbuf.
739  *
740  * Note that no check is made to ensure that a private data area
741  * actually exists in the supplied mbuf.
742  *
743  * @param m
744  *   The pointer to the mbuf.
745  * @return
746  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
747  */
748 static inline void * __rte_experimental
749 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
750 {
751         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
752 }
753
754 /**
755  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
756  * otherwise.
757  *
758  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
759  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
760  */
761 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
762
763 /**
764  * Deprecated.
765  * Use RTE_MBUF_CLONED().
766  */
767 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
768
769 /**
770  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
771  *
772  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
773  */
774 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
775
776 /**
777  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
778  *
779  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
780  * can be defined as a direct mbuf.
781  */
782 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
783         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
784
785 /**
786  * Private data in case of pktmbuf pool.
787  *
788  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
789  * appended after the mempool structure (in private data).
790  */
791 struct rte_pktmbuf_pool_private {
792         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
793         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
794 };
795
796 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
797
798 /**  check mbuf type in debug mode */
799 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
800
801 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
802
803 /**  check mbuf type in debug mode */
804 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
805
806 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
807
808 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
809
810 /**
811  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
812  * @param m
813  *   Mbuf to read
814  * @return
815  *   Reference count number.
816  */
817 static inline uint16_t
818 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
819 {
820         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
821 }
822
823 /**
824  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
825  * @param m
826  *   Mbuf to update
827  * @param new_value
828  *   Value set
829  */
830 static inline void
831 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
832 {
833         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
834 }
835
836 /* internal */
837 static inline uint16_t
838 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
839 {
840         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
841 }
842
843 /**
844  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
845  * @param m
846  *   Mbuf to update
847  * @param value
848  *   Value to add/subtract
849  * @return
850  *   Updated value
851  */
852 static inline uint16_t
853 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
854 {
855         /*
856          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
857          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
858          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
859          * operation has to be used because concurrent accesses on the
860          * reference counter can occur.
861          */
862         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
863                 ++value;
864                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
865                 return (uint16_t)value;
866         }
867
868         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
869 }
870
871 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
872
873 /* internal */
874 static inline uint16_t
875 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
876 {
877         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
878         return m->refcnt;
879 }
880
881 /**
882  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
883  */
884 static inline uint16_t
885 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
886 {
887         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
888 }
889
890 /**
891  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
892  */
893 static inline uint16_t
894 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
895 {
896         return m->refcnt;
897 }
898
899 /**
900  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
901  */
902 static inline void
903 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
904 {
905         m->refcnt = new_value;
906 }
907
908 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
909
910 /**
911  * Reads the refcnt of an external buffer.
912  *
913  * @param shinfo
914  *   Shared data of the external buffer.
915  * @return
916  *   Reference count number.
917  */
918 static inline uint16_t
919 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
920 {
921         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
922 }
923
924 /**
925  * Set refcnt of an external buffer.
926  *
927  * @param shinfo
928  *   Shared data of the external buffer.
929  * @param new_value
930  *   Value set
931  */
932 static inline void
933 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
934         uint16_t new_value)
935 {
936         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
937 }
938
939 /**
940  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
941  * value.
942  *
943  * @param shinfo
944  *   Shared data of the external buffer.
945  * @param value
946  *   Value to add/subtract
947  * @return
948  *   Updated value
949  */
950 static inline uint16_t
951 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
952         int16_t value)
953 {
954         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
955                 ++value;
956                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
957                 return (uint16_t)value;
958         }
959
960         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
961 }
962
963 /** Mbuf prefetch */
964 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
965         if ((m) != NULL)                        \
966                 rte_prefetch0(m);               \
967 } while (0)
968
969
970 /**
971  * Sanity checks on an mbuf.
972  *
973  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
974  * panic if corruption is detected.
975  *
976  * @param m
977  *   The mbuf to be checked.
978  * @param is_header
979  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
980  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
981  */
982 void
983 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
984
985 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
986         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
987         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
988         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
989         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
990 } while (0)
991
992 /**
993  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
994  *
995  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
996  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
997  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
998  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
999  *
1000  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1001  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1002  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1003  * by the caller.
1004  *
1005  * @param mp
1006  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1007  * @return
1008  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1009  *   - NULL if allocation failed.
1010  */
1011 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1012 {
1013         struct rte_mbuf *m;
1014
1015         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1016                 return NULL;
1017         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1018         return m;
1019 }
1020
1021 /**
1022  * Put mbuf back into its original mempool.
1023  *
1024  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1025  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1026  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1027  *
1028  * This function should be used with care, when optimization is
1029  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1030  * rte_pktmbuf_free_seg().
1031  *
1032  * @param m
1033  *   The mbuf to be freed.
1034  */
1035 static __rte_always_inline void
1036 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1037 {
1038         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1039         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1040         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1041         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1042         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1043         rte_mempool_put(m->pool, m);
1044 }
1045
1046 /**
1047  * The packet mbuf constructor.
1048  *
1049  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1050  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1051  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1052  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1053  *
1054  * @param mp
1055  *   The mempool from which mbufs originate.
1056  * @param opaque_arg
1057  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1058  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1059  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1060  * @param m
1061  *   The mbuf to initialize.
1062  * @param i
1063  *   The index of the mbuf in the pool table.
1064  */
1065 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1066                       void *m, unsigned i);
1067
1068
1069 /**
1070  * A  packet mbuf pool constructor.
1071  *
1072  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1073  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1074  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1075  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1076  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1077  * provide another packet size.
1078  *
1079  * @param mp
1080  *   The mempool from which mbufs originate.
1081  * @param opaque_arg
1082  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1083  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1084  *   rte_mempool_create().
1085  */
1086 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1087
1088 /**
1089  * Create a mbuf pool.
1090  *
1091  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1092  * a wrapper to rte_mempool functions.
1093  *
1094  * @param name
1095  *   The name of the mbuf pool.
1096  * @param n
1097  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1098  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1099  *   n = (2^q - 1).
1100  * @param cache_size
1101  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1102  *   details.
1103  * @param priv_size
1104  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1105  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1106  * @param data_room_size
1107  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1108  * @param socket_id
1109  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1110  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1111  *   reserved zone.
1112  * @return
1113  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1114  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1115  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1116  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1117  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1118  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1119  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1120  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1121  */
1122 struct rte_mempool *
1123 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1124         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1125         int socket_id);
1126
1127 /**
1128  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1129  *
1130  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1131  * a wrapper to rte_mempool functions.
1132  *
1133  * @param name
1134  *   The name of the mbuf pool.
1135  * @param n
1136  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1137  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1138  *   n = (2^q - 1).
1139  * @param cache_size
1140  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1141  *   details.
1142  * @param priv_size
1143  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1144  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1145  * @param data_room_size
1146  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1147  * @param socket_id
1148  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1149  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1150  *   reserved zone.
1151  * @param ops_name
1152  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1153  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1154  * @return
1155  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1156  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1157  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1158  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1159  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1160  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1161  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1162  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1163  */
1164 struct rte_mempool *
1165 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1166         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1167         int socket_id, const char *ops_name);
1168
1169 /**
1170  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1171  *
1172  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1173  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1174  *
1175  * @param mp
1176  *   The packet mbuf pool.
1177  * @return
1178  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1179  */
1180 static inline uint16_t
1181 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1182 {
1183         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1184
1185         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1186         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1187 }
1188
1189 /**
1190  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1191  *
1192  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1193  * structure and the data buffer where an application can store data
1194  * associated to a packet.
1195  *
1196  * @param mp
1197  *   The packet mbuf pool.
1198  * @return
1199  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1200  */
1201 static inline uint16_t
1202 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1203 {
1204         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1205
1206         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1207         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1208 }
1209
1210 /**
1211  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1212  *
1213  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1214  *
1215  * @param m
1216  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1217  */
1218 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1219 {
1220         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1221                                         (uint16_t)m->buf_len);
1222 }
1223
1224 /**
1225  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1226  *
1227  * The given mbuf must have only one segment.
1228  *
1229  * @param m
1230  *   The packet mbuf to be resetted.
1231  */
1232 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1233
1234 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1235 {
1236         m->next = NULL;
1237         m->pkt_len = 0;
1238         m->tx_offload = 0;
1239         m->vlan_tci = 0;
1240         m->vlan_tci_outer = 0;
1241         m->nb_segs = 1;
1242         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1243
1244         m->ol_flags = 0;
1245         m->packet_type = 0;
1246         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1247
1248         m->data_len = 0;
1249         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1250 }
1251
1252 /**
1253  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1254  *
1255  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1256  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1257  * (if buffer size allows).
1258  *
1259  * @param mp
1260  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1261  * @return
1262  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1263  *   - NULL if allocation failed.
1264  */
1265 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1266 {
1267         struct rte_mbuf *m;
1268         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1269                 rte_pktmbuf_reset(m);
1270         return m;
1271 }
1272
1273 /**
1274  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1275  * values.
1276  *
1277  *  @param pool
1278  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1279  *  @param mbufs
1280  *    Array of pointers to mbufs
1281  *  @param count
1282  *    Array size
1283  *  @return
1284  *   - 0: Success
1285  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1286  */
1287 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1288          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1289 {
1290         unsigned idx = 0;
1291         int rc;
1292
1293         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1294         if (unlikely(rc))
1295                 return rc;
1296
1297         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1298          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1299          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1300          * check if count is zero.
1301          */
1302         switch (count % 4) {
1303         case 0:
1304                 while (idx != count) {
1305                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1306                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1307                         idx++;
1308                         /* fall-through */
1309         case 3:
1310                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1311                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1312                         idx++;
1313                         /* fall-through */
1314         case 2:
1315                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1316                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1317                         idx++;
1318                         /* fall-through */
1319         case 1:
1320                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1321                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1322                         idx++;
1323                         /* fall-through */
1324                 }
1325         }
1326         return 0;
1327 }
1328
1329 /**
1330  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1331  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1332  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1333  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1334  * separately, this should not be called but application has to properly
1335  * initialize the shared data according to its need.
1336  *
1337  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1338  *
1339  * @warning
1340  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1341  * after this initialization. This shall be used for
1342  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1343  *
1344  * @param buf_addr
1345  *   The pointer to the external buffer.
1346  * @param [in,out] buf_len
1347  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1348  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1349  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1350  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1351  * @param free_cb
1352  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1353  *   freed.
1354  * @param fcb_opaque
1355  *   Argument for the free callback function.
1356  *
1357  * @return
1358  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1359  *   otherwise.
1360  */
1361 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1362 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1363         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1364 {
1365         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1366         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1367         void *addr;
1368
1369         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1370                                    sizeof(uintptr_t));
1371         if (addr <= buf_addr)
1372                 return NULL;
1373
1374         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1375         shinfo->free_cb = free_cb;
1376         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1377         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1378
1379         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1380         return shinfo;
1381 }
1382
1383 /**
1384  * Attach an external buffer to a mbuf.
1385  *
1386  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1387  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1388  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1389  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1390  *
1391  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1392  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1393  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1394  *
1395  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1396  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1397  * this API.
1398  *
1399  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1400  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1401  *
1402  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1403  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1404  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1405  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1406  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1407  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1408  *
1409  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1410  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1411  *                                             free_cb, fcb_arg);
1412  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1413  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1414  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1415  *
1416  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1417  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1418  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1419  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1420  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1421  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1422  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1423  *   external buffer is writable.
1424  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1425  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1426  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1427  *
1428  * @warning
1429  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1430  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1431  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1432  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1433  * having external buffer.
1434  *
1435  * @param m
1436  *   The pointer to the mbuf.
1437  * @param buf_addr
1438  *   The pointer to the external buffer.
1439  * @param buf_iova
1440  *   IO address of the external buffer.
1441  * @param buf_len
1442  *   The size of the external buffer.
1443  * @param shinfo
1444  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1445  */
1446 static inline void __rte_experimental
1447 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1448         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1449         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1450 {
1451         /* mbuf should not be read-only */
1452         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1453         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1454
1455         m->buf_addr = buf_addr;
1456         m->buf_iova = buf_iova;
1457         m->buf_len = buf_len;
1458
1459         m->data_len = 0;
1460         m->data_off = 0;
1461
1462         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1463         m->shinfo = shinfo;
1464 }
1465
1466 /**
1467  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1468  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1469  *
1470  * @param m
1471  *   The mbuf having external buffer.
1472  */
1473 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1474
1475 /**
1476  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1477  *
1478  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1479  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1480  * external buffer instead of mbuf indirection.
1481  *
1482  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1483  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1484  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1485  *
1486  * Right now, not supported:
1487  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1488  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1489  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1490  *
1491  * @param mi
1492  *   The indirect packet mbuf.
1493  * @param m
1494  *   The packet mbuf we're attaching to.
1495  */
1496 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1497 {
1498         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1499             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1500
1501         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1502                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1503                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1504                 mi->shinfo = m->shinfo;
1505         } else {
1506                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1507                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1508                 mi->priv_size = m->priv_size;
1509                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1510         }
1511
1512         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1513         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1514         mi->buf_len = m->buf_len;
1515
1516         mi->data_off = m->data_off;
1517         mi->data_len = m->data_len;
1518         mi->port = m->port;
1519         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1520         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1521         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1522         mi->hash = m->hash;
1523
1524         mi->next = NULL;
1525         mi->pkt_len = mi->data_len;
1526         mi->nb_segs = 1;
1527         mi->packet_type = m->packet_type;
1528         mi->timestamp = m->timestamp;
1529
1530         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1531         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1532 }
1533
1534 /**
1535  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1536  *
1537  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1538  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1539  * callback.
1540  */
1541 static inline void
1542 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1543 {
1544         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1545         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1546
1547         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1548                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1549 }
1550
1551 /**
1552  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1553  *
1554  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1555  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1556  */
1557 static inline void
1558 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1559 {
1560         struct rte_mbuf *md;
1561
1562         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1563
1564         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1565
1566         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1567                 md->next = NULL;
1568                 md->nb_segs = 1;
1569                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1570                 rte_mbuf_raw_free(md);
1571         }
1572 }
1573
1574 /**
1575  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1576  *
1577  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1578  *    becomes zero.
1579  *  - restore original mbuf address and length values.
1580  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1581  *
1582  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1583  *
1584  * @param m
1585  *   The indirect attached packet mbuf.
1586  */
1587 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1588 {
1589         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1590         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1591         uint16_t priv_size;
1592
1593         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1594                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1595         else
1596                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1597
1598         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1599         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1600         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1601
1602         m->priv_size = priv_size;
1603         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1604         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1605         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1606         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1607         m->data_len = 0;
1608         m->ol_flags = 0;
1609 }
1610
1611 /**
1612  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1613  *
1614  * This function does the same than a free, except that it does not
1615  * return the segment to its pool.
1616  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1617  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1618  *
1619  * @param m
1620  *   The mbuf to be unlinked
1621  * @return
1622  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1623  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1624  */
1625 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1626 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1627 {
1628         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1629
1630         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1631
1632                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1633                         rte_pktmbuf_detach(m);
1634
1635                 if (m->next != NULL) {
1636                         m->next = NULL;
1637                         m->nb_segs = 1;
1638                 }
1639
1640                 return m;
1641
1642         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1643
1644                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1645                         rte_pktmbuf_detach(m);
1646
1647                 if (m->next != NULL) {
1648                         m->next = NULL;
1649                         m->nb_segs = 1;
1650                 }
1651                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1652
1653                 return m;
1654         }
1655         return NULL;
1656 }
1657
1658 /**
1659  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1660  *
1661  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1662  * buffers.
1663  *
1664  * @param m
1665  *   The packet mbuf segment to be freed.
1666  */
1667 static __rte_always_inline void
1668 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1669 {
1670         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1671         if (likely(m != NULL))
1672                 rte_mbuf_raw_free(m);
1673 }
1674
1675 /**
1676  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1677  *
1678  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1679  * segment is added back into its original mempool.
1680  *
1681  * @param m
1682  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1683  */
1684 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1685 {
1686         struct rte_mbuf *m_next;
1687
1688         if (m != NULL)
1689                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1690
1691         while (m != NULL) {
1692                 m_next = m->next;
1693                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1694                 m = m_next;
1695         }
1696 }
1697
1698 /**
1699  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1700  *
1701  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1702  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1703  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1704  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1705  * from the original packet mbuf.
1706  *
1707  * @param md
1708  *   The packet mbuf to be cloned.
1709  * @param mp
1710  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1711  * @return
1712  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1713  *   - NULL if allocation fails.
1714  */
1715 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1716                 struct rte_mempool *mp)
1717 {
1718         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1719         uint32_t pktlen;
1720         uint16_t nseg;
1721
1722         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1723                 return NULL;
1724
1725         mi = mc;
1726         prev = &mi->next;
1727         pktlen = md->pkt_len;
1728         nseg = 0;
1729
1730         do {
1731                 nseg++;
1732                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1733                 *prev = mi;
1734                 prev = &mi->next;
1735         } while ((md = md->next) != NULL &&
1736             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1737
1738         *prev = NULL;
1739         mc->nb_segs = nseg;
1740         mc->pkt_len = pktlen;
1741
1742         /* Allocation of new indirect segment failed */
1743         if (unlikely (mi == NULL)) {
1744                 rte_pktmbuf_free(mc);
1745                 return NULL;
1746         }
1747
1748         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1749         return mc;
1750 }
1751
1752 /**
1753  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1754  *
1755  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1756  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1757  *
1758  * @param m
1759  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1760  * @param v
1761  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1762  */
1763 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1764 {
1765         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1766
1767         do {
1768                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1769         } while ((m = m->next) != NULL);
1770 }
1771
1772 /**
1773  * Get the headroom in a packet mbuf.
1774  *
1775  * @param m
1776  *   The packet mbuf.
1777  * @return
1778  *   The length of the headroom.
1779  */
1780 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1781 {
1782         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1783         return m->data_off;
1784 }
1785
1786 /**
1787  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1788  *
1789  * @param m
1790  *   The packet mbuf.
1791  * @return
1792  *   The length of the tailroom.
1793  */
1794 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1795 {
1796         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1797         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1798                           m->data_len);
1799 }
1800
1801 /**
1802  * Get the last segment of the packet.
1803  *
1804  * @param m
1805  *   The packet mbuf.
1806  * @return
1807  *   The last segment of the given mbuf.
1808  */
1809 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1810 {
1811         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1812         while (m->next != NULL)
1813                 m = m->next;
1814         return m;
1815 }
1816
1817 /**
1818  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1819  *
1820  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1821  * function, the user must ensure that the first segment is large
1822  * enough to accommodate its data.
1823  *
1824  * @param m
1825  *   The packet mbuf.
1826  * @param o
1827  *   The offset into the mbuf data.
1828  * @param t
1829  *   The type to cast the result into.
1830  */
1831 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1832         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1833
1834 /**
1835  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1836  *
1837  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1838  * function, the user must ensure that the first segment is large
1839  * enough to accommodate its data.
1840  *
1841  * @param m
1842  *   The packet mbuf.
1843  * @param t
1844  *   The type to cast the result into.
1845  */
1846 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1847
1848 /**
1849  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1850  * start of the data in the mbuf
1851  *
1852  * @param m
1853  *   The packet mbuf.
1854  * @param o
1855  *   The offset into the data to calculate address from.
1856  */
1857 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1858         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1859
1860 /* deprecated */
1861 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1862         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1863
1864 /**
1865  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1866  * data in the mbuf
1867  *
1868  * @param m
1869  *   The packet mbuf.
1870  */
1871 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1872
1873 /* deprecated */
1874 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1875
1876 /**
1877  * A macro that returns the length of the packet.
1878  *
1879  * The value can be read or assigned.
1880  *
1881  * @param m
1882  *   The packet mbuf.
1883  */
1884 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1885
1886 /**
1887  * A macro that returns the length of the segment.
1888  *
1889  * The value can be read or assigned.
1890  *
1891  * @param m
1892  *   The packet mbuf.
1893  */
1894 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1895
1896 /**
1897  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1898  *
1899  * Returns a pointer to the new
1900  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1901  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1902  *
1903  * @param m
1904  *   The pkt mbuf.
1905  * @param len
1906  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1907  * @return
1908  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1909  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1910  */
1911 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1912                                         uint16_t len)
1913 {
1914         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1915
1916         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1917                 return NULL;
1918
1919         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1920          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1921          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1922         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1923         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1924         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1925
1926         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1927 }
1928
1929 /**
1930  * Append len bytes to an mbuf.
1931  *
1932  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1933  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1934  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1935  *
1936  * @param m
1937  *   The packet mbuf.
1938  * @param len
1939  *   The amount of data to append (in bytes).
1940  * @return
1941  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1942  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1943  */
1944 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1945 {
1946         void *tail;
1947         struct rte_mbuf *m_last;
1948
1949         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1950
1951         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1952         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1953                 return NULL;
1954
1955         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1956         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1957         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1958         return (char*) tail;
1959 }
1960
1961 /**
1962  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1963  *
1964  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1965  * length is greater than the length of the first segment, then the
1966  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1967  *
1968  * @param m
1969  *   The packet mbuf.
1970  * @param len
1971  *   The amount of data to remove (in bytes).
1972  * @return
1973  *   A pointer to the new start of the data.
1974  */
1975 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1976 {
1977         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1978
1979         if (unlikely(len > m->data_len))
1980                 return NULL;
1981
1982         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
1983          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
1984          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1985         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1986         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
1987         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1988         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1989 }
1990
1991 /**
1992  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1993  *
1994  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1995  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1996  *
1997  * @param m
1998  *   The packet mbuf.
1999  * @param len
2000  *   The amount of data to remove (in bytes).
2001  * @return
2002  *   - 0: On success.
2003  *   - -1: On error.
2004  */
2005 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2006 {
2007         struct rte_mbuf *m_last;
2008
2009         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2010
2011         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2012         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2013                 return -1;
2014
2015         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2016         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2017         return 0;
2018 }
2019
2020 /**
2021  * Test if mbuf data is contiguous.
2022  *
2023  * @param m
2024  *   The packet mbuf.
2025  * @return
2026  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2027  *   - 0, if there is several segments.
2028  */
2029 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2030 {
2031         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2032         return !!(m->nb_segs == 1);
2033 }
2034
2035 /**
2036  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2037  */
2038 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2039         uint32_t len, void *buf);
2040
2041 /**
2042  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2043  *
2044  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2045  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2046  * pointer.
2047  *
2048  * @param m
2049  *   The pointer to the mbuf.
2050  * @param off
2051  *   The offset of the data in the mbuf.
2052  * @param len
2053  *   The amount of bytes to read.
2054  * @param buf
2055  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2056  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2057  * @return
2058  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2059  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2060  */
2061 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2062         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2063 {
2064         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2065                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2066         else
2067                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2068 }
2069
2070 /**
2071  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2072  *
2073  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2074  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2075  * chain the entries manually.
2076  *
2077  * @param head
2078  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2079  * @param tail
2080  *   The mbuf to put last in the chain
2081  *
2082  * @return
2083  *   - 0, on success.
2084  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2085  */
2086 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2087 {
2088         struct rte_mbuf *cur_tail;
2089
2090         /* Check for number-of-segments-overflow */
2091         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2092                 return -EOVERFLOW;
2093
2094         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2095         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2096         cur_tail->next = tail;
2097
2098         /* accumulate number of segments and total length.
2099          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2100          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2101          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2102         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2103         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2104
2105         /* pkt_len is only set in the head */
2106         tail->pkt_len = tail->data_len;
2107
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 /**
2112  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2113  *
2114  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2115  *
2116  * @param m
2117  *   The packet mbuf to be validated.
2118  * @return
2119  *   0 if packet is valid
2120  */
2121 static inline int
2122 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2123 {
2124         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2125         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2126
2127         /* Does packet set any of available offloads? */
2128         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2129                 return 0;
2130
2131         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2132                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2133                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2134                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2135                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2136                                   m->outer_l3_len;
2137
2138         /* Headers are fragmented */
2139         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2140                 return -ENOTSUP;
2141
2142         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2143         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2144                 return -EINVAL;
2145
2146         /* IP type not set when required */
2147         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2148                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2149                         return -EINVAL;
2150
2151         /* Check requirements for TSO packet */
2152         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2153                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2154                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2155                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2156                         return -EINVAL;
2157
2158         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2159         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2160                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2161                 return -EINVAL;
2162
2163         return 0;
2164 }
2165
2166 /**
2167  * Linearize data in mbuf.
2168  *
2169  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2170  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2171  *
2172  * @param mbuf
2173  *   mbuf to linearize
2174  * @return
2175  *   - 0, on success
2176  *   - -1, on error
2177  */
2178 static inline int
2179 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2180 {
2181         size_t seg_len, copy_len;
2182         struct rte_mbuf *m;
2183         struct rte_mbuf *m_next;
2184         char *buffer;
2185
2186         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2187                 return 0;
2188
2189         /* Extend first segment to the total packet length */
2190         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2191
2192         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2193                 return -1;
2194
2195         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2196         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2197
2198         /* Append data from next segments to the first one */
2199         m = mbuf->next;
2200         while (m != NULL) {
2201                 m_next = m->next;
2202
2203                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2204                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2205                 buffer += seg_len;
2206
2207                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2208                 m = m_next;
2209         }
2210
2211         mbuf->next = NULL;
2212         mbuf->nb_segs = 1;
2213
2214         return 0;
2215 }
2216
2217 /**
2218  * Dump an mbuf structure to a file.
2219  *
2220  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2221  * segments (in the case of a chained buffer).
2222  *
2223  * @param f
2224  *   A pointer to a file for output
2225  * @param m
2226  *   The packet mbuf.
2227  * @param dump_len
2228  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2229  *   the packet.
2230  */
2231 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2232
2233 #ifdef __cplusplus
2234 }
2235 #endif
2236
2237 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */