mbuf: fix Tx offload mask
[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_OUTER_IPV6 |      \
338                 PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
339                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
340                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
341                 PKT_TX_IPV6 |            \
342                 PKT_TX_IPV4 |            \
343                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
344                 PKT_TX_L4_MASK |         \
345                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
346                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
347                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
348                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
349                 PKT_TX_MACSEC |          \
350                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD |    \
351                 PKT_TX_UDP_SEG)
352
353 /**
354  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
355  */
356 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
357
358 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
359
360 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
361 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
362
363 /**
364  * Get the name of a RX offload flag
365  *
366  * @param mask
367  *   The mask describing the flag.
368  * @return
369  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
370  */
371 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
372
373 /**
374  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
375  *
376  * @param mask
377  *   The mask describing the RX flags.
378  * @param buf
379  *   The output buffer.
380  * @param buflen
381  *   The length of the buffer.
382  * @return
383  *   0 on success, (-1) on error.
384  */
385 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
386
387 /**
388  * Get the name of a TX offload flag
389  *
390  * @param mask
391  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
392  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
393  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
394  * @return
395  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
396  */
397 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
398
399 /**
400  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
401  *
402  * @param mask
403  *   The mask describing the TX flags.
404  * @param buf
405  *   The output buffer.
406  * @param buflen
407  *   The length of the buffer.
408  * @return
409  *   0 on success, (-1) on error.
410  */
411 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
412
413 /**
414  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
415  * splitting it into multiple segments.
416  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
417  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
418  */
419 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
420 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
421         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
422
423 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
424  * mbuf */
425 __extension__
426 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
427 __extension__
428 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
429 __extension__
430 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
431                                * with a single assignment */
432
433 /**
434  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
435  */
436 struct rte_mbuf {
437         MARKER cacheline0;
438
439         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
440         /**
441          * Physical address of segment buffer.
442          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
443          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
444          * working on vector drivers easier.
445          */
446         RTE_STD_C11
447         union {
448                 rte_iova_t buf_iova;
449                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
450         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
451
452         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
453         MARKER64 rearm_data;
454         uint16_t data_off;
455
456         /**
457          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
458          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
459          * It should only be accessed using the following functions:
460          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
461          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
462          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
463          * config option.
464          */
465         RTE_STD_C11
466         union {
467                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
468                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
469         };
470         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
471
472         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
473          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
474          */
475         uint16_t port;
476
477         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
478
479         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
480         MARKER rx_descriptor_fields1;
481
482         /*
483          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
484          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
485          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
486          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
487          * vlan is stripped from the data.
488          */
489         RTE_STD_C11
490         union {
491                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
492                 struct {
493                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
494                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
495                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
496                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
497                         RTE_STD_C11
498                         union {
499                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
500                                 /**< ESP next protocol type, valid if
501                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
502                                  * on both Tx and Rx.
503                                  */
504                                 __extension__
505                                 struct {
506                                         uint8_t inner_l2_type:4;
507                                         /**< Inner L2 type. */
508                                         uint8_t inner_l3_type:4;
509                                         /**< Inner L3 type. */
510                                 };
511                         };
512                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
513                 };
514         };
515
516         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
517         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
518         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
519         uint16_t vlan_tci;
520
521         union {
522                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
523                 struct {
524                         RTE_STD_C11
525                         union {
526                                 struct {
527                                         uint16_t hash;
528                                         uint16_t id;
529                                 };
530                                 uint32_t lo;
531                                 /**< Second 4 flexible bytes */
532                         };
533                         uint32_t hi;
534                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
535                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
536                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
537                 struct {
538                         uint32_t lo;
539                         uint32_t hi;
540                         /**< The event eth Tx adapter uses this field to store
541                          * Tx queue id. @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
542                          */
543                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
544                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
545         } hash;                   /**< hash information */
546
547         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
548         uint16_t vlan_tci_outer;
549
550         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
551
552         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
553          * are not normalized but are always the same for a given port.
554          */
555         uint64_t timestamp;
556
557         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
558         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
559
560         RTE_STD_C11
561         union {
562                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
563                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
564         };
565
566         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
567         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
568
569         /* fields to support TX offloads */
570         RTE_STD_C11
571         union {
572                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
573                 __extension__
574                 struct {
575                         uint64_t l2_len:7;
576                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
577                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
578                          */
579                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
580                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
581                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
582
583                         /* fields for TX offloading of tunnels */
584                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
585                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
586
587                         /* uint64_t unused:8; */
588                 };
589         };
590
591         /** Size of the application private data. In case of an indirect
592          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
593         uint16_t priv_size;
594
595         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
596         uint16_t timesync;
597
598         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
599         uint32_t seqn;
600
601         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
602          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
603          */
604         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
605
606 } __rte_cache_aligned;
607
608 /**
609  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
610  */
611 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
612
613 /**
614  * Shared data at the end of an external buffer.
615  */
616 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
617         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
618         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
619         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
620 };
621
622 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
623 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
624
625 /**
626  * Prefetch the first part of the mbuf
627  *
628  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
629  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
630  * 64B, the second part will also be prefetched.
631  *
632  * @param m
633  *   The pointer to the mbuf.
634  */
635 static inline void
636 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
637 {
638         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
639 }
640
641 /**
642  * Prefetch the second part of the mbuf
643  *
644  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
645  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
646  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
647  * already in cache.
648  *
649  * @param m
650  *   The pointer to the mbuf.
651  */
652 static inline void
653 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
654 {
655 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
656         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
657 #else
658         RTE_SET_USED(m);
659 #endif
660 }
661
662
663 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
664
665 /**
666  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
667  *
668  * @param mb
669  *   The pointer to the mbuf.
670  * @return
671  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
672  */
673 static inline rte_iova_t
674 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
675 {
676         return mb->buf_iova + mb->data_off;
677 }
678
679 __rte_deprecated
680 static inline phys_addr_t
681 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
682 {
683         return rte_mbuf_data_iova(mb);
684 }
685
686 /**
687  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
688  *
689  * This function is used by drivers in their receive function, as it
690  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
691  * the default headroom in account.
692  *
693  * @param mb
694  *   The pointer to the mbuf.
695  * @return
696  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
697  */
698 static inline rte_iova_t
699 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
700 {
701         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
702 }
703
704 __rte_deprecated
705 static inline phys_addr_t
706 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
707 {
708         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
709 }
710
711 /**
712  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
713  *
714  * @param mi
715  *   The pointer to the indirect mbuf.
716  * @return
717  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
718  */
719 static inline struct rte_mbuf *
720 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
721 {
722         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
723 }
724
725 /**
726  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
727  *
728  * @param md
729  *   The pointer to the mbuf.
730  * @return
731  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
732  */
733 static inline char *
734 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
735 {
736         char *buffer_addr;
737         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
738         return buffer_addr;
739 }
740
741 /**
742  * Return the starting address of the private data area embedded in
743  * the given mbuf.
744  *
745  * Note that no check is made to ensure that a private data area
746  * actually exists in the supplied mbuf.
747  *
748  * @param m
749  *   The pointer to the mbuf.
750  * @return
751  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
752  */
753 static inline void * __rte_experimental
754 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
755 {
756         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
757 }
758
759 /**
760  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
761  * otherwise.
762  *
763  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
764  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
765  */
766 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
767
768 /**
769  * Deprecated.
770  * Use RTE_MBUF_CLONED().
771  */
772 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
773
774 /**
775  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
776  *
777  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
778  */
779 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
780
781 /**
782  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
783  *
784  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
785  * can be defined as a direct mbuf.
786  */
787 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
788         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
789
790 /**
791  * Private data in case of pktmbuf pool.
792  *
793  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
794  * appended after the mempool structure (in private data).
795  */
796 struct rte_pktmbuf_pool_private {
797         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
798         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
799 };
800
801 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
802
803 /**  check mbuf type in debug mode */
804 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
805
806 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
807
808 /**  check mbuf type in debug mode */
809 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
810
811 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
812
813 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
814
815 /**
816  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
817  * @param m
818  *   Mbuf to read
819  * @return
820  *   Reference count number.
821  */
822 static inline uint16_t
823 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
824 {
825         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
826 }
827
828 /**
829  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
830  * @param m
831  *   Mbuf to update
832  * @param new_value
833  *   Value set
834  */
835 static inline void
836 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
837 {
838         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
839 }
840
841 /* internal */
842 static inline uint16_t
843 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
844 {
845         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
846 }
847
848 /**
849  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
850  * @param m
851  *   Mbuf to update
852  * @param value
853  *   Value to add/subtract
854  * @return
855  *   Updated value
856  */
857 static inline uint16_t
858 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
859 {
860         /*
861          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
862          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
863          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
864          * operation has to be used because concurrent accesses on the
865          * reference counter can occur.
866          */
867         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
868                 ++value;
869                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
870                 return (uint16_t)value;
871         }
872
873         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
874 }
875
876 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
877
878 /* internal */
879 static inline uint16_t
880 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
881 {
882         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
883         return m->refcnt;
884 }
885
886 /**
887  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
888  */
889 static inline uint16_t
890 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
891 {
892         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
893 }
894
895 /**
896  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
897  */
898 static inline uint16_t
899 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
900 {
901         return m->refcnt;
902 }
903
904 /**
905  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
906  */
907 static inline void
908 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
909 {
910         m->refcnt = new_value;
911 }
912
913 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
914
915 /**
916  * Reads the refcnt of an external buffer.
917  *
918  * @param shinfo
919  *   Shared data of the external buffer.
920  * @return
921  *   Reference count number.
922  */
923 static inline uint16_t
924 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
925 {
926         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
927 }
928
929 /**
930  * Set refcnt of an external buffer.
931  *
932  * @param shinfo
933  *   Shared data of the external buffer.
934  * @param new_value
935  *   Value set
936  */
937 static inline void
938 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
939         uint16_t new_value)
940 {
941         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
942 }
943
944 /**
945  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
946  * value.
947  *
948  * @param shinfo
949  *   Shared data of the external buffer.
950  * @param value
951  *   Value to add/subtract
952  * @return
953  *   Updated value
954  */
955 static inline uint16_t
956 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
957         int16_t value)
958 {
959         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
960                 ++value;
961                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
962                 return (uint16_t)value;
963         }
964
965         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
966 }
967
968 /** Mbuf prefetch */
969 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
970         if ((m) != NULL)                        \
971                 rte_prefetch0(m);               \
972 } while (0)
973
974
975 /**
976  * Sanity checks on an mbuf.
977  *
978  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
979  * panic if corruption is detected.
980  *
981  * @param m
982  *   The mbuf to be checked.
983  * @param is_header
984  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
985  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
986  */
987 void
988 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
989
990 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
991         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
992         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
993         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
994         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
995 } while (0)
996
997 /**
998  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
999  *
1000  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1001  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1002  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1003  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1004  *
1005  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1006  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1007  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1008  * by the caller.
1009  *
1010  * @param mp
1011  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1012  * @return
1013  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1014  *   - NULL if allocation failed.
1015  */
1016 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1017 {
1018         struct rte_mbuf *m;
1019
1020         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1021                 return NULL;
1022         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1023         return m;
1024 }
1025
1026 /**
1027  * Put mbuf back into its original mempool.
1028  *
1029  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1030  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1031  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1032  *
1033  * This function should be used with care, when optimization is
1034  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1035  * rte_pktmbuf_free_seg().
1036  *
1037  * @param m
1038  *   The mbuf to be freed.
1039  */
1040 static __rte_always_inline void
1041 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1042 {
1043         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1044         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1045         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1046         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1047         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1048         rte_mempool_put(m->pool, m);
1049 }
1050
1051 /**
1052  * The packet mbuf constructor.
1053  *
1054  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1055  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1056  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1057  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1058  *
1059  * @param mp
1060  *   The mempool from which mbufs originate.
1061  * @param opaque_arg
1062  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1063  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1064  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1065  * @param m
1066  *   The mbuf to initialize.
1067  * @param i
1068  *   The index of the mbuf in the pool table.
1069  */
1070 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1071                       void *m, unsigned i);
1072
1073
1074 /**
1075  * A  packet mbuf pool constructor.
1076  *
1077  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1078  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1079  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1080  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1081  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1082  * provide another packet size.
1083  *
1084  * @param mp
1085  *   The mempool from which mbufs originate.
1086  * @param opaque_arg
1087  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1088  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1089  *   rte_mempool_create().
1090  */
1091 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1092
1093 /**
1094  * Create a mbuf pool.
1095  *
1096  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1097  * a wrapper to rte_mempool functions.
1098  *
1099  * @param name
1100  *   The name of the mbuf pool.
1101  * @param n
1102  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1103  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1104  *   n = (2^q - 1).
1105  * @param cache_size
1106  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1107  *   details.
1108  * @param priv_size
1109  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1110  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1111  * @param data_room_size
1112  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1113  * @param socket_id
1114  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1115  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1116  *   reserved zone.
1117  * @return
1118  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1119  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1120  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1121  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1122  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1123  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1124  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1125  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1126  */
1127 struct rte_mempool *
1128 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1129         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1130         int socket_id);
1131
1132 /**
1133  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1134  *
1135  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1136  * a wrapper to rte_mempool functions.
1137  *
1138  * @param name
1139  *   The name of the mbuf pool.
1140  * @param n
1141  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1142  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1143  *   n = (2^q - 1).
1144  * @param cache_size
1145  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1146  *   details.
1147  * @param priv_size
1148  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1149  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1150  * @param data_room_size
1151  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1152  * @param socket_id
1153  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1154  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1155  *   reserved zone.
1156  * @param ops_name
1157  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1158  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1159  * @return
1160  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1161  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1162  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1163  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1164  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1165  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1166  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1167  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1168  */
1169 struct rte_mempool *
1170 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1171         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1172         int socket_id, const char *ops_name);
1173
1174 /**
1175  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1176  *
1177  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1178  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1179  *
1180  * @param mp
1181  *   The packet mbuf pool.
1182  * @return
1183  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1184  */
1185 static inline uint16_t
1186 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1187 {
1188         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1189
1190         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1191         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1192 }
1193
1194 /**
1195  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1196  *
1197  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1198  * structure and the data buffer where an application can store data
1199  * associated to a packet.
1200  *
1201  * @param mp
1202  *   The packet mbuf pool.
1203  * @return
1204  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1205  */
1206 static inline uint16_t
1207 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1208 {
1209         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1210
1211         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1212         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1213 }
1214
1215 /**
1216  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1217  *
1218  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1219  *
1220  * @param m
1221  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1222  */
1223 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1224 {
1225         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1226                                         (uint16_t)m->buf_len);
1227 }
1228
1229 /**
1230  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1231  *
1232  * The given mbuf must have only one segment.
1233  *
1234  * @param m
1235  *   The packet mbuf to be resetted.
1236  */
1237 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1238
1239 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1240 {
1241         m->next = NULL;
1242         m->pkt_len = 0;
1243         m->tx_offload = 0;
1244         m->vlan_tci = 0;
1245         m->vlan_tci_outer = 0;
1246         m->nb_segs = 1;
1247         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1248
1249         m->ol_flags = 0;
1250         m->packet_type = 0;
1251         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1252
1253         m->data_len = 0;
1254         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1255 }
1256
1257 /**
1258  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1259  *
1260  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1261  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1262  * (if buffer size allows).
1263  *
1264  * @param mp
1265  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1266  * @return
1267  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1268  *   - NULL if allocation failed.
1269  */
1270 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1271 {
1272         struct rte_mbuf *m;
1273         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1274                 rte_pktmbuf_reset(m);
1275         return m;
1276 }
1277
1278 /**
1279  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1280  * values.
1281  *
1282  *  @param pool
1283  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1284  *  @param mbufs
1285  *    Array of pointers to mbufs
1286  *  @param count
1287  *    Array size
1288  *  @return
1289  *   - 0: Success
1290  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1291  */
1292 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1293          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1294 {
1295         unsigned idx = 0;
1296         int rc;
1297
1298         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1299         if (unlikely(rc))
1300                 return rc;
1301
1302         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1303          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1304          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1305          * check if count is zero.
1306          */
1307         switch (count % 4) {
1308         case 0:
1309                 while (idx != count) {
1310                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1311                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1312                         idx++;
1313                         /* fall-through */
1314         case 3:
1315                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1316                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1317                         idx++;
1318                         /* fall-through */
1319         case 2:
1320                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1321                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1322                         idx++;
1323                         /* fall-through */
1324         case 1:
1325                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1326                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1327                         idx++;
1328                         /* fall-through */
1329                 }
1330         }
1331         return 0;
1332 }
1333
1334 /**
1335  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1336  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1337  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1338  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1339  * separately, this should not be called but application has to properly
1340  * initialize the shared data according to its need.
1341  *
1342  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1343  *
1344  * @warning
1345  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1346  * after this initialization. This shall be used for
1347  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1348  *
1349  * @param buf_addr
1350  *   The pointer to the external buffer.
1351  * @param [in,out] buf_len
1352  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1353  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1354  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1355  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1356  * @param free_cb
1357  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1358  *   freed.
1359  * @param fcb_opaque
1360  *   Argument for the free callback function.
1361  *
1362  * @return
1363  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1364  *   otherwise.
1365  */
1366 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1367 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1368         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1369 {
1370         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1371         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1372         void *addr;
1373
1374         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1375                                    sizeof(uintptr_t));
1376         if (addr <= buf_addr)
1377                 return NULL;
1378
1379         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1380         shinfo->free_cb = free_cb;
1381         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1382         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1383
1384         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1385         return shinfo;
1386 }
1387
1388 /**
1389  * Attach an external buffer to a mbuf.
1390  *
1391  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1392  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1393  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1394  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1395  *
1396  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1397  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1398  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1399  *
1400  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1401  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1402  * this API.
1403  *
1404  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1405  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1406  *
1407  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1408  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1409  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1410  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1411  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1412  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1413  *
1414  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1415  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1416  *                                             free_cb, fcb_arg);
1417  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1418  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1419  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1420  *
1421  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1422  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1423  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1424  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1425  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1426  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1427  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1428  *   external buffer is writable.
1429  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1430  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1431  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1432  *
1433  * @warning
1434  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1435  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1436  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1437  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1438  * having external buffer.
1439  *
1440  * @param m
1441  *   The pointer to the mbuf.
1442  * @param buf_addr
1443  *   The pointer to the external buffer.
1444  * @param buf_iova
1445  *   IO address of the external buffer.
1446  * @param buf_len
1447  *   The size of the external buffer.
1448  * @param shinfo
1449  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1450  */
1451 static inline void __rte_experimental
1452 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1453         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1454         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1455 {
1456         /* mbuf should not be read-only */
1457         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1458         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1459
1460         m->buf_addr = buf_addr;
1461         m->buf_iova = buf_iova;
1462         m->buf_len = buf_len;
1463
1464         m->data_len = 0;
1465         m->data_off = 0;
1466
1467         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1468         m->shinfo = shinfo;
1469 }
1470
1471 /**
1472  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1473  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1474  *
1475  * @param m
1476  *   The mbuf having external buffer.
1477  */
1478 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1479
1480 /**
1481  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1482  *
1483  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1484  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1485  * external buffer instead of mbuf indirection.
1486  *
1487  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1488  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1489  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1490  *
1491  * Right now, not supported:
1492  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1493  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1494  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1495  *
1496  * @param mi
1497  *   The indirect packet mbuf.
1498  * @param m
1499  *   The packet mbuf we're attaching to.
1500  */
1501 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1502 {
1503         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1504             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1505
1506         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1507                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1508                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1509                 mi->shinfo = m->shinfo;
1510         } else {
1511                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1512                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1513                 mi->priv_size = m->priv_size;
1514                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1515         }
1516
1517         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1518         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1519         mi->buf_len = m->buf_len;
1520
1521         mi->data_off = m->data_off;
1522         mi->data_len = m->data_len;
1523         mi->port = m->port;
1524         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1525         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1526         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1527         mi->hash = m->hash;
1528
1529         mi->next = NULL;
1530         mi->pkt_len = mi->data_len;
1531         mi->nb_segs = 1;
1532         mi->packet_type = m->packet_type;
1533         mi->timestamp = m->timestamp;
1534
1535         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1536         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1537 }
1538
1539 /**
1540  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1541  *
1542  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1543  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1544  * callback.
1545  */
1546 static inline void
1547 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1548 {
1549         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1550         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1551
1552         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1553                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1554 }
1555
1556 /**
1557  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1558  *
1559  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1560  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1561  */
1562 static inline void
1563 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1564 {
1565         struct rte_mbuf *md;
1566
1567         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1568
1569         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1570
1571         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1572                 md->next = NULL;
1573                 md->nb_segs = 1;
1574                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1575                 rte_mbuf_raw_free(md);
1576         }
1577 }
1578
1579 /**
1580  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1581  *
1582  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1583  *    becomes zero.
1584  *  - restore original mbuf address and length values.
1585  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1586  *
1587  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1588  *
1589  * @param m
1590  *   The indirect attached packet mbuf.
1591  */
1592 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1593 {
1594         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1595         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1596         uint16_t priv_size;
1597
1598         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1599                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1600         else
1601                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1602
1603         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1604         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1605         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1606
1607         m->priv_size = priv_size;
1608         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1609         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1610         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1611         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1612         m->data_len = 0;
1613         m->ol_flags = 0;
1614 }
1615
1616 /**
1617  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1618  *
1619  * This function does the same than a free, except that it does not
1620  * return the segment to its pool.
1621  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1622  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1623  *
1624  * @param m
1625  *   The mbuf to be unlinked
1626  * @return
1627  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1628  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1629  */
1630 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1631 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1632 {
1633         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1634
1635         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1636
1637                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1638                         rte_pktmbuf_detach(m);
1639
1640                 if (m->next != NULL) {
1641                         m->next = NULL;
1642                         m->nb_segs = 1;
1643                 }
1644
1645                 return m;
1646
1647         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1648
1649                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1650                         rte_pktmbuf_detach(m);
1651
1652                 if (m->next != NULL) {
1653                         m->next = NULL;
1654                         m->nb_segs = 1;
1655                 }
1656                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1657
1658                 return m;
1659         }
1660         return NULL;
1661 }
1662
1663 /**
1664  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1665  *
1666  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1667  * buffers.
1668  *
1669  * @param m
1670  *   The packet mbuf segment to be freed.
1671  */
1672 static __rte_always_inline void
1673 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1674 {
1675         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1676         if (likely(m != NULL))
1677                 rte_mbuf_raw_free(m);
1678 }
1679
1680 /**
1681  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1682  *
1683  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1684  * segment is added back into its original mempool.
1685  *
1686  * @param m
1687  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1688  */
1689 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1690 {
1691         struct rte_mbuf *m_next;
1692
1693         if (m != NULL)
1694                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1695
1696         while (m != NULL) {
1697                 m_next = m->next;
1698                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1699                 m = m_next;
1700         }
1701 }
1702
1703 /**
1704  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1705  *
1706  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1707  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1708  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1709  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1710  * from the original packet mbuf.
1711  *
1712  * @param md
1713  *   The packet mbuf to be cloned.
1714  * @param mp
1715  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1716  * @return
1717  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1718  *   - NULL if allocation fails.
1719  */
1720 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1721                 struct rte_mempool *mp)
1722 {
1723         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1724         uint32_t pktlen;
1725         uint16_t nseg;
1726
1727         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1728                 return NULL;
1729
1730         mi = mc;
1731         prev = &mi->next;
1732         pktlen = md->pkt_len;
1733         nseg = 0;
1734
1735         do {
1736                 nseg++;
1737                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1738                 *prev = mi;
1739                 prev = &mi->next;
1740         } while ((md = md->next) != NULL &&
1741             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1742
1743         *prev = NULL;
1744         mc->nb_segs = nseg;
1745         mc->pkt_len = pktlen;
1746
1747         /* Allocation of new indirect segment failed */
1748         if (unlikely (mi == NULL)) {
1749                 rte_pktmbuf_free(mc);
1750                 return NULL;
1751         }
1752
1753         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1754         return mc;
1755 }
1756
1757 /**
1758  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1759  *
1760  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1761  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1762  *
1763  * @param m
1764  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1765  * @param v
1766  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1767  */
1768 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1769 {
1770         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1771
1772         do {
1773                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1774         } while ((m = m->next) != NULL);
1775 }
1776
1777 /**
1778  * Get the headroom in a packet mbuf.
1779  *
1780  * @param m
1781  *   The packet mbuf.
1782  * @return
1783  *   The length of the headroom.
1784  */
1785 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1786 {
1787         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1788         return m->data_off;
1789 }
1790
1791 /**
1792  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1793  *
1794  * @param m
1795  *   The packet mbuf.
1796  * @return
1797  *   The length of the tailroom.
1798  */
1799 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1800 {
1801         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1802         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1803                           m->data_len);
1804 }
1805
1806 /**
1807  * Get the last segment of the packet.
1808  *
1809  * @param m
1810  *   The packet mbuf.
1811  * @return
1812  *   The last segment of the given mbuf.
1813  */
1814 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1815 {
1816         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1817         while (m->next != NULL)
1818                 m = m->next;
1819         return m;
1820 }
1821
1822 /**
1823  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1824  *
1825  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1826  * function, the user must ensure that the first segment is large
1827  * enough to accommodate its data.
1828  *
1829  * @param m
1830  *   The packet mbuf.
1831  * @param o
1832  *   The offset into the mbuf data.
1833  * @param t
1834  *   The type to cast the result into.
1835  */
1836 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1837         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1838
1839 /**
1840  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1841  *
1842  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1843  * function, the user must ensure that the first segment is large
1844  * enough to accommodate its data.
1845  *
1846  * @param m
1847  *   The packet mbuf.
1848  * @param t
1849  *   The type to cast the result into.
1850  */
1851 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1852
1853 /**
1854  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1855  * start of the data in the mbuf
1856  *
1857  * @param m
1858  *   The packet mbuf.
1859  * @param o
1860  *   The offset into the data to calculate address from.
1861  */
1862 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1863         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1864
1865 /* deprecated */
1866 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1867         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1868
1869 /**
1870  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1871  * data in the mbuf
1872  *
1873  * @param m
1874  *   The packet mbuf.
1875  */
1876 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1877
1878 /* deprecated */
1879 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1880
1881 /**
1882  * A macro that returns the length of the packet.
1883  *
1884  * The value can be read or assigned.
1885  *
1886  * @param m
1887  *   The packet mbuf.
1888  */
1889 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1890
1891 /**
1892  * A macro that returns the length of the segment.
1893  *
1894  * The value can be read or assigned.
1895  *
1896  * @param m
1897  *   The packet mbuf.
1898  */
1899 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1900
1901 /**
1902  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1903  *
1904  * Returns a pointer to the new
1905  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1906  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1907  *
1908  * @param m
1909  *   The pkt mbuf.
1910  * @param len
1911  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1912  * @return
1913  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1914  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1915  */
1916 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1917                                         uint16_t len)
1918 {
1919         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1920
1921         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1922                 return NULL;
1923
1924         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1925          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1926          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1927         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1928         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1929         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1930
1931         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1932 }
1933
1934 /**
1935  * Append len bytes to an mbuf.
1936  *
1937  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1938  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1939  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1940  *
1941  * @param m
1942  *   The packet mbuf.
1943  * @param len
1944  *   The amount of data to append (in bytes).
1945  * @return
1946  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1947  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1948  */
1949 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1950 {
1951         void *tail;
1952         struct rte_mbuf *m_last;
1953
1954         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1955
1956         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1957         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1958                 return NULL;
1959
1960         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1961         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1962         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1963         return (char*) tail;
1964 }
1965
1966 /**
1967  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1968  *
1969  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1970  * length is greater than the length of the first segment, then the
1971  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1972  *
1973  * @param m
1974  *   The packet mbuf.
1975  * @param len
1976  *   The amount of data to remove (in bytes).
1977  * @return
1978  *   A pointer to the new start of the data.
1979  */
1980 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1981 {
1982         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1983
1984         if (unlikely(len > m->data_len))
1985                 return NULL;
1986
1987         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
1988          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
1989          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1990         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1991         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
1992         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1993         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1994 }
1995
1996 /**
1997  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1998  *
1999  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2000  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2001  *
2002  * @param m
2003  *   The packet mbuf.
2004  * @param len
2005  *   The amount of data to remove (in bytes).
2006  * @return
2007  *   - 0: On success.
2008  *   - -1: On error.
2009  */
2010 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2011 {
2012         struct rte_mbuf *m_last;
2013
2014         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2015
2016         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2017         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2018                 return -1;
2019
2020         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2021         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2022         return 0;
2023 }
2024
2025 /**
2026  * Test if mbuf data is contiguous.
2027  *
2028  * @param m
2029  *   The packet mbuf.
2030  * @return
2031  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2032  *   - 0, if there is several segments.
2033  */
2034 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2035 {
2036         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2037         return !!(m->nb_segs == 1);
2038 }
2039
2040 /**
2041  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2042  */
2043 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2044         uint32_t len, void *buf);
2045
2046 /**
2047  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2048  *
2049  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2050  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2051  * pointer.
2052  *
2053  * @param m
2054  *   The pointer to the mbuf.
2055  * @param off
2056  *   The offset of the data in the mbuf.
2057  * @param len
2058  *   The amount of bytes to read.
2059  * @param buf
2060  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2061  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2062  * @return
2063  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2064  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2065  */
2066 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2067         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2068 {
2069         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2070                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2071         else
2072                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2073 }
2074
2075 /**
2076  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2077  *
2078  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2079  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2080  * chain the entries manually.
2081  *
2082  * @param head
2083  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2084  * @param tail
2085  *   The mbuf to put last in the chain
2086  *
2087  * @return
2088  *   - 0, on success.
2089  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2090  */
2091 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2092 {
2093         struct rte_mbuf *cur_tail;
2094
2095         /* Check for number-of-segments-overflow */
2096         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2097                 return -EOVERFLOW;
2098
2099         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2100         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2101         cur_tail->next = tail;
2102
2103         /* accumulate number of segments and total length.
2104          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2105          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2106          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2107         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2108         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2109
2110         /* pkt_len is only set in the head */
2111         tail->pkt_len = tail->data_len;
2112
2113         return 0;
2114 }
2115
2116 /**
2117  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2118  *
2119  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2120  *
2121  * @param m
2122  *   The packet mbuf to be validated.
2123  * @return
2124  *   0 if packet is valid
2125  */
2126 static inline int
2127 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2128 {
2129         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2130         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2131
2132         /* Does packet set any of available offloads? */
2133         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2134                 return 0;
2135
2136         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2137                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2138                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2139                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2140                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2141                                   m->outer_l3_len;
2142
2143         /* Headers are fragmented */
2144         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2145                 return -ENOTSUP;
2146
2147         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2148         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2149                 return -EINVAL;
2150
2151         /* IP type not set when required */
2152         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2153                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2154                         return -EINVAL;
2155
2156         /* Check requirements for TSO packet */
2157         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2158                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2159                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2160                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2161                         return -EINVAL;
2162
2163         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2164         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2165                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2166                 return -EINVAL;
2167
2168         return 0;
2169 }
2170
2171 /**
2172  * Linearize data in mbuf.
2173  *
2174  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2175  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2176  *
2177  * @param mbuf
2178  *   mbuf to linearize
2179  * @return
2180  *   - 0, on success
2181  *   - -1, on error
2182  */
2183 static inline int
2184 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2185 {
2186         size_t seg_len, copy_len;
2187         struct rte_mbuf *m;
2188         struct rte_mbuf *m_next;
2189         char *buffer;
2190
2191         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2192                 return 0;
2193
2194         /* Extend first segment to the total packet length */
2195         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2196
2197         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2198                 return -1;
2199
2200         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2201         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2202
2203         /* Append data from next segments to the first one */
2204         m = mbuf->next;
2205         while (m != NULL) {
2206                 m_next = m->next;
2207
2208                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2209                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2210                 buffer += seg_len;
2211
2212                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2213                 m = m_next;
2214         }
2215
2216         mbuf->next = NULL;
2217         mbuf->nb_segs = 1;
2218
2219         return 0;
2220 }
2221
2222 /**
2223  * Dump an mbuf structure to a file.
2224  *
2225  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2226  * segments (in the case of a chained buffer).
2227  *
2228  * @param f
2229  *   A pointer to a file for output
2230  * @param m
2231  *   The packet mbuf.
2232  * @param dump_len
2233  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2234  *   the packet.
2235  */
2236 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2237
2238 #ifdef __cplusplus
2239 }
2240 #endif
2241
2242 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */