i40e: VXLAN packet identification
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   All rights reserved.
6  *
7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
9  *   are met:
10  *
11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *       the documentation and/or other materials provided with the
16  *       distribution.
17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *       from this software without specific prior written permission.
20  *
21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 #ifndef _RTE_MBUF_H_
35 #define _RTE_MBUF_H_
36
37 /**
38  * @file
39  * RTE Mbuf
40  *
41  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
42  * that may be used by the RTE application to store message
43  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
44  * RTE mempool library.
45  *
46  * This library provide an API to allocate/free packet mbufs, which are
47  * used to carry network packets.
48  *
49  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
50  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
51  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
52  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
53  */
54
55 #include <stdint.h>
56 #include <rte_mempool.h>
57 #include <rte_atomic.h>
58 #include <rte_prefetch.h>
59 #include <rte_branch_prediction.h>
60
61 #ifdef __cplusplus
62 extern "C" {
63 #endif
64
65 /* deprecated feature, renamed in RTE_MBUF_REFCNT */
66 #pragma GCC poison RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
67
68 /*
69  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
70  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
71  *
72  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
73  *   flags.
74  * - The most-significant 8 bits are reserved for generic mbuf flags
75  * - TX flags therefore start at bit position 55 (i.e. 63-8), and new flags get
76  *   added to the right of the previously defined flags
77  */
78 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)  /**< RX packet is a 802.1q VLAN packet. */
79 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
80 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR infos. */
81 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)  /**< L4 cksum of RX pkt. is not OK. */
82 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)  /**< IP cksum of RX pkt. is not OK. */
83 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (0ULL << 0)  /**< External IP header checksum error. */
84 #define PKT_RX_OVERSIZE      (0ULL << 0)  /**< Num of desc of an RX pkt oversize. */
85 #define PKT_RX_HBUF_OVERFLOW (0ULL << 0)  /**< Header buffer overflow. */
86 #define PKT_RX_RECIP_ERR     (0ULL << 0)  /**< Hardware processing error. */
87 #define PKT_RX_MAC_ERR       (0ULL << 0)  /**< MAC error. */
88 #define PKT_RX_IPV4_HDR      (1ULL << 5)  /**< RX packet with IPv4 header. */
89 #define PKT_RX_IPV4_HDR_EXT  (1ULL << 6)  /**< RX packet with extended IPv4 header. */
90 #define PKT_RX_IPV6_HDR      (1ULL << 7)  /**< RX packet with IPv6 header. */
91 #define PKT_RX_IPV6_HDR_EXT  (1ULL << 8)  /**< RX packet with extended IPv6 header. */
92 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
93 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
94 #define PKT_RX_TUNNEL_IPV4_HDR (1ULL << 11) /**< RX tunnel packet with IPv4 header.*/
95 #define PKT_RX_TUNNEL_IPV6_HDR (1ULL << 12) /**< RX tunnel packet with IPv6 header. */
96
97 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 55) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
98 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54) /**< IP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
99 #define PKT_TX_IPV4_CSUM     PKT_TX_IP_CKSUM /**< Alias of PKT_TX_IP_CKSUM. */
100 #define PKT_TX_IPV4          PKT_RX_IPV4_HDR /**< IPv4 with no IP checksum offload. */
101 #define PKT_TX_IPV6          PKT_RX_IPV6_HDR /**< IPv6 packet */
102
103 /*
104  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled.
105  *     00: Reserved
106  *     01: TCP checksum
107  *     10: SCTP checksum
108  *     11: UDP checksum
109  */
110 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
111 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
112 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
113 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
114 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
115
116 /* Bit 51 - IEEE1588*/
117 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
118
119 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
120 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
121
122 /**
123  * Bit Mask to indicate what bits required for building TX context
124  */
125 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (PKT_TX_VLAN_PKT | PKT_TX_IP_CKSUM | PKT_TX_L4_MASK)
126
127 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
128  * mbuf */
129 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
130 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
131                                * with a single assignment */
132 /**
133  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
134  */
135 struct rte_mbuf {
136         MARKER cacheline0;
137
138         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
139         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
140
141         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
142         MARKER64 rearm_data;
143         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
144         uint16_t data_off;
145
146         /**
147          * 16-bit Reference counter.
148          * It should only be accessed using the following functions:
149          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
150          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
151          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
152          * config option.
153          */
154         union {
155 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
156                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
157                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
158 #endif
159                 uint16_t refcnt_reserved;     /**< Do not use this field */
160         };
161         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
162         uint8_t port;             /**< Input port. */
163
164         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
165
166         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
167         MARKER rx_descriptor_fields1;
168
169         /**
170          * The packet type, which is used to indicate ordinary packet and also
171          * tunneled packet format, i.e. each number is represented a type of
172          * packet.
173          */
174         uint16_t packet_type;
175
176         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
177         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
178         uint16_t vlan_tci;        /**< VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
179         uint16_t reserved;
180         union {
181                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
182                 struct {
183                         uint16_t hash;
184                         uint16_t id;
185                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
186                 uint32_t sched;   /**< Hierarchical scheduler */
187         } hash;                   /**< hash information */
188
189         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
190         MARKER cacheline1 __rte_cache_aligned;
191
192         union {
193                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
194                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
195         };
196
197         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
198         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
199
200         /* fields to support TX offloads */
201         union {
202                 uint16_t l2_l3_len; /**< combined l2/l3 lengths as single var */
203                 struct {
204                         uint16_t l3_len:9;      /**< L3 (IP) Header Length. */
205                         uint16_t l2_len:7;      /**< L2 (MAC) Header Length. */
206                 };
207         };
208
209         /* fields for TX offloading of tunnels */
210         union {
211                 uint16_t inner_l2_l3_len;
212                 /**< combined inner l2/l3 lengths as single var */
213                 struct {
214                         uint16_t inner_l3_len:9;
215                         /**< inner L3 (IP) Header Length. */
216                         uint16_t inner_l2_len:7;
217                         /**< inner L2 (MAC) Header Length. */
218                 };
219         };
220 } __rte_cache_aligned;
221
222 /**
223  * Given the buf_addr returns the pointer to corresponding mbuf.
224  */
225 #define RTE_MBUF_FROM_BADDR(ba)     (((struct rte_mbuf *)(ba)) - 1)
226
227 /**
228  * Given the pointer to mbuf returns an address where it's  buf_addr
229  * should point to.
230  */
231 #define RTE_MBUF_TO_BADDR(mb)       (((struct rte_mbuf *)(mb)) + 1)
232
233 /**
234  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
235  */
236 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   (RTE_MBUF_FROM_BADDR((mb)->buf_addr) != (mb))
237
238 /**
239  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
240  */
241 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (RTE_MBUF_FROM_BADDR((mb)->buf_addr) == (mb))
242
243
244 /**
245  * Private data in case of pktmbuf pool.
246  *
247  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
248  * appended after the mempool structure (in private data).
249  */
250 struct rte_pktmbuf_pool_private {
251         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf.*/
252 };
253
254 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
255
256 /**  check mbuf type in debug mode */
257 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
258
259 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
260 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h)    do {       \
261         if ((m) != NULL)                                   \
262                 rte_mbuf_sanity_check(m, is_h);          \
263 } while (0)
264
265 /**  MBUF asserts in debug mode */
266 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                                         \
267 if (!(exp)) {                                                        \
268         rte_panic("line%d\tassert \"" #exp "\" failed\n", __LINE__); \
269 }
270
271 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
272
273 /**  check mbuf type in debug mode */
274 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
275
276 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
277 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h) do { } while (0)
278
279 /**  MBUF asserts in debug mode */
280 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                do { } while (0)
281
282 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
283
284 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
285 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
286
287 /**
288  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
289  * @param m
290  *   Mbuf to update
291  * @param value
292  *   Value to add/subtract
293  * @return
294  *   Updated value
295  */
296 static inline uint16_t
297 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
298 {
299         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
300 }
301
302 /**
303  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
304  * @param m
305  *   Mbuf to read
306  * @return
307  *   Reference count number.
308  */
309 static inline uint16_t
310 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
311 {
312         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
313 }
314
315 /**
316  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
317  * @param m
318  *   Mbuf to update
319  * @param new_value
320  *   Value set
321  */
322 static inline void
323 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
324 {
325         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
326 }
327
328 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
329
330 /**
331  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
332  */
333 static inline uint16_t
334 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
335 {
336         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
337         return m->refcnt;
338 }
339
340 /**
341  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
342  */
343 static inline uint16_t
344 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
345 {
346         return m->refcnt;
347 }
348
349 /**
350  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
351  */
352 static inline void
353 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
354 {
355         m->refcnt = new_value;
356 }
357
358 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
359
360 /** Mbuf prefetch */
361 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
362         if ((m) != NULL)                        \
363                 rte_prefetch0(m);               \
364 } while (0)
365
366 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT */
367
368 /** Mbuf prefetch */
369 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do { } while(0)
370
371 #define rte_mbuf_refcnt_set(m,v) do { } while(0)
372
373 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
374
375
376 /**
377  * Sanity checks on an mbuf.
378  *
379  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
380  * panic if corruption is detected.
381  *
382  * @param m
383  *   The mbuf to be checked.
384  * @param is_header
385  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
386  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
387  */
388 void
389 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
390
391 /**
392  * @internal Allocate a new mbuf from mempool *mp*.
393  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
394  * Please use rte_pktmbuf_alloc().
395  *
396  * @param mp
397  *   The mempool from which mbuf is allocated.
398  * @return
399  *   - The pointer to the new mbuf on success.
400  *   - NULL if allocation failed.
401  */
402 static inline struct rte_mbuf *__rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
403 {
404         struct rte_mbuf *m;
405         void *mb = NULL;
406         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
407                 return NULL;
408         m = (struct rte_mbuf *)mb;
409 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
410         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
411         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
412 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
413         return (m);
414 }
415
416 /**
417  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
418  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
419  * Please use rte_pktmbuf_free().
420  *
421  * @param m
422  *   The mbuf to be freed.
423  */
424 static inline void __attribute__((always_inline))
425 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
426 {
427 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
428         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
429 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
430         rte_mempool_put(m->pool, m);
431 }
432
433 /* Operations on ctrl mbuf */
434
435 /**
436  * The control mbuf constructor.
437  *
438  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
439  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
440  * start address, and so on). This function is given as a callback function
441  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
442  *
443  * @param mp
444  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
445  * @param opaque_arg
446  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
447  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
448  *   parameter of rte_mempool_create().
449  * @param m
450  *   The mbuf to initialize.
451  * @param i
452  *   The index of the mbuf in the pool table.
453  */
454 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
455                 void *m, unsigned i);
456
457 /**
458  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
459  *
460  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
461  * buffer, and with a length of zero.
462  *
463  * @param mp
464  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
465  * @return
466  *   - The pointer to the new mbuf on success.
467  *   - NULL if allocation failed.
468  */
469 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
470
471 /**
472  * Free a control mbuf back into its original mempool.
473  *
474  * @param m
475  *   The control mbuf to be freed.
476  */
477 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
478
479 /**
480  * A macro that returns the pointer to the carried data.
481  *
482  * The value that can be read or assigned.
483  *
484  * @param m
485  *   The control mbuf.
486  */
487 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
488
489 /**
490  * A macro that returns the length of the carried data.
491  *
492  * The value that can be read or assigned.
493  *
494  * @param m
495  *   The control mbuf.
496  */
497 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
498
499 /**
500  * Tests if an mbuf is a control mbuf
501  *
502  * @param m
503  *   The mbuf to be tested
504  * @return
505  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
506  *   - False(0) otherwise
507  */
508 static inline int
509 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
510 {
511         return (!!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG));
512 }
513
514 /* Operations on pkt mbuf */
515
516 /**
517  * The packet mbuf constructor.
518  *
519  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
520  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
521  * address, and so on). This function is given as a callback function to
522  * rte_mempool_create() at pool creation time.
523  *
524  * @param mp
525  *   The mempool from which mbufs originate.
526  * @param opaque_arg
527  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
528  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
529  *   parameter of rte_mempool_create().
530  * @param m
531  *   The mbuf to initialize.
532  * @param i
533  *   The index of the mbuf in the pool table.
534  */
535 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
536                       void *m, unsigned i);
537
538
539 /**
540  * A  packet mbuf pool constructor.
541  *
542  * This function initializes the mempool private data in the case of a
543  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
544  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
545  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
546  * provide another packet size.
547  *
548  * @param mp
549  *   The mempool from which mbufs originate.
550  * @param opaque_arg
551  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
552  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
553  *   parameter of rte_mempool_create().
554  */
555 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
556
557 /**
558  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
559  *
560  * The given mbuf must have only one segment.
561  *
562  * @param m
563  *   The packet mbuf to be resetted.
564  */
565 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
566 {
567         m->next = NULL;
568         m->pkt_len = 0;
569         m->l2_l3_len = 0;
570         m->inner_l2_l3_len = 0;
571         m->vlan_tci = 0;
572         m->nb_segs = 1;
573         m->port = 0xff;
574
575         m->ol_flags = 0;
576         m->packet_type = 0;
577         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
578                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
579
580         m->data_len = 0;
581         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
582 }
583
584 /**
585  * Allocate a new mbuf from a mempool.
586  *
587  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
588  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
589  * (if buffer size allows).
590  *
591  * @param mp
592  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
593  * @return
594  *   - The pointer to the new mbuf on success.
595  *   - NULL if allocation failed.
596  */
597 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
598 {
599         struct rte_mbuf *m;
600         if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
601                 rte_pktmbuf_reset(m);
602         return (m);
603 }
604
605 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
606
607 /**
608  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
609  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
610  * while mbuf we attached to as 'direct'.
611  * Right now, not supported:
612  *  - attachment to indirect mbuf (e.g. - md  has to be direct).
613  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
614  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
615  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
616  *
617  * @param mi
618  *   The indirect packet mbuf.
619  * @param md
620  *   The direct packet mbuf.
621  */
622
623 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *md)
624 {
625         RTE_MBUF_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(md) &&
626             RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
627             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
628
629         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
630         mi->buf_physaddr = md->buf_physaddr;
631         mi->buf_addr = md->buf_addr;
632         mi->buf_len = md->buf_len;
633
634         mi->next = md->next;
635         mi->data_off = md->data_off;
636         mi->data_len = md->data_len;
637         mi->port = md->port;
638         mi->vlan_tci = md->vlan_tci;
639         mi->l2_l3_len = md->l2_l3_len;
640         mi->inner_l2_l3_len = md->inner_l2_l3_len;
641         mi->hash = md->hash;
642
643         mi->next = NULL;
644         mi->pkt_len = mi->data_len;
645         mi->nb_segs = 1;
646         mi->ol_flags = md->ol_flags;
647         mi->packet_type = md->packet_type;
648
649         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
650         __rte_mbuf_sanity_check(md, 0);
651 }
652
653 /**
654  * Detach an indirect packet mbuf -
655  *  - restore original mbuf address and length values.
656  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
657  *  All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
658  *
659  * @param m
660  *   The indirect attached packet mbuf.
661  */
662
663 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
664 {
665         const struct rte_mempool *mp = m->pool;
666         void *buf = RTE_MBUF_TO_BADDR(m);
667         uint32_t buf_len = mp->elt_size - sizeof(*m);
668         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + sizeof (*m);
669
670         m->buf_addr = buf;
671         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
672
673         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
674                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
675
676         m->data_len = 0;
677 }
678
679 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
680
681
682 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
683 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
684 {
685         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
686
687 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
688         if (likely (rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1) ||
689                         likely (rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
690                 struct rte_mbuf *md = RTE_MBUF_FROM_BADDR(m->buf_addr);
691
692                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 0);
693
694                 /* if this is an indirect mbuf, then
695                  *  - detach mbuf
696                  *  - free attached mbuf segment
697                  */
698                 if (unlikely (md != m)) {
699                         rte_pktmbuf_detach(m);
700                         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
701                                 __rte_mbuf_raw_free(md);
702                 }
703 #endif
704                 return(m);
705 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
706         }
707         return (NULL);
708 #endif
709 }
710
711 /**
712  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
713  *
714  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
715  * buffers.
716  *
717  * @param m
718  *   The packet mbuf segment to be freed.
719  */
720 static inline void __attribute__((always_inline))
721 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
722 {
723         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
724                 m->next = NULL;
725                 __rte_mbuf_raw_free(m);
726         }
727 }
728
729 /**
730  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
731  *
732  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
733  * segment is added back into its original mempool.
734  *
735  * @param m
736  *   The packet mbuf to be freed.
737  */
738 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
739 {
740         struct rte_mbuf *m_next;
741
742         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
743
744         while (m != NULL) {
745                 m_next = m->next;
746                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
747                 m = m_next;
748         }
749 }
750
751 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
752
753 /**
754  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
755  *
756  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
757  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
758  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
759  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
760  * from the original packet mbuf.
761  *
762  * @param md
763  *   The packet mbuf to be cloned.
764  * @param mp
765  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
766  * @return
767  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
768  *   - NULL if allocation fails.
769  */
770 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
771                 struct rte_mempool *mp)
772 {
773         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
774         uint32_t pktlen;
775         uint8_t nseg;
776
777         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
778                 return (NULL);
779
780         mi = mc;
781         prev = &mi->next;
782         pktlen = md->pkt_len;
783         nseg = 0;
784
785         do {
786                 nseg++;
787                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
788                 *prev = mi;
789                 prev = &mi->next;
790         } while ((md = md->next) != NULL &&
791             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
792
793         *prev = NULL;
794         mc->nb_segs = nseg;
795         mc->pkt_len = pktlen;
796
797         /* Allocation of new indirect segment failed */
798         if (unlikely (mi == NULL)) {
799                 rte_pktmbuf_free(mc);
800                 return (NULL);
801         }
802
803         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
804         return (mc);
805 }
806
807 /**
808  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
809  *
810  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
811  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
812  *
813  * @param m
814  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
815  * @param v
816  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
817  */
818 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
819 {
820         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
821
822         do {
823                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
824         } while ((m = m->next) != NULL);
825 }
826
827 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
828
829 /**
830  * Get the headroom in a packet mbuf.
831  *
832  * @param m
833  *   The packet mbuf.
834  * @return
835  *   The length of the headroom.
836  */
837 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
838 {
839         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
840         return m->data_off;
841 }
842
843 /**
844  * Get the tailroom of a packet mbuf.
845  *
846  * @param m
847  *   The packet mbuf.
848  * @return
849  *   The length of the tailroom.
850  */
851 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
852 {
853         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
854         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
855                           m->data_len);
856 }
857
858 /**
859  * Get the last segment of the packet.
860  *
861  * @param m
862  *   The packet mbuf.
863  * @return
864  *   The last segment of the given mbuf.
865  */
866 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
867 {
868         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
869
870         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
871         while (m2->next != NULL)
872                 m2 = m2->next;
873         return m2;
874 }
875
876 /**
877  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
878  *
879  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
880  * function, the user must ensure that m_headlen(m) is large enough to
881  * read its data.
882  *
883  * @param m
884  *   The packet mbuf.
885  * @param t
886  *   The type to cast the result into.
887  */
888 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off))
889
890 /**
891  * A macro that returns the length of the packet.
892  *
893  * The value can be read or assigned.
894  *
895  * @param m
896  *   The packet mbuf.
897  */
898 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
899
900 /**
901  * A macro that returns the length of the segment.
902  *
903  * The value can be read or assigned.
904  *
905  * @param m
906  *   The packet mbuf.
907  */
908 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
909
910 /**
911  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
912  *
913  * Returns a pointer to the new
914  * data start address. If there is not enough headroom in the first
915  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
916  *
917  * @param m
918  *   The pkt mbuf.
919  * @param len
920  *   The amount of data to prepend (in bytes).
921  * @return
922  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
923  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
924  */
925 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
926                                         uint16_t len)
927 {
928         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
929
930         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
931                 return NULL;
932
933         m->data_off -= len;
934         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
935         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
936
937         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
938 }
939
940 /**
941  * Append len bytes to an mbuf.
942  *
943  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
944  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
945  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
946  *
947  * @param m
948  *   The packet mbuf.
949  * @param len
950  *   The amount of data to append (in bytes).
951  * @return
952  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
953  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
954  */
955 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
956 {
957         void *tail;
958         struct rte_mbuf *m_last;
959
960         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
961
962         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
963         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
964                 return NULL;
965
966         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
967         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
968         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
969         return (char*) tail;
970 }
971
972 /**
973  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
974  *
975  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
976  * length is greater than the length of the first segment, then the
977  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
978  *
979  * @param m
980  *   The packet mbuf.
981  * @param len
982  *   The amount of data to remove (in bytes).
983  * @return
984  *   A pointer to the new start of the data.
985  */
986 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
987 {
988         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
989
990         if (unlikely(len > m->data_len))
991                 return NULL;
992
993         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
994         m->data_off += len;
995         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
996         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
997 }
998
999 /**
1000  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1001  *
1002  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1003  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1004  *
1005  * @param m
1006  *   The packet mbuf.
1007  * @param len
1008  *   The amount of data to remove (in bytes).
1009  * @return
1010  *   - 0: On success.
1011  *   - -1: On error.
1012  */
1013 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1014 {
1015         struct rte_mbuf *m_last;
1016
1017         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1018
1019         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1020         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1021                 return -1;
1022
1023         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1024         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1025         return 0;
1026 }
1027
1028 /**
1029  * Test if mbuf data is contiguous.
1030  *
1031  * @param m
1032  *   The packet mbuf.
1033  * @return
1034  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1035  *   - 0, if there is several segments.
1036  */
1037 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1038 {
1039         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1040         return !!(m->nb_segs == 1);
1041 }
1042
1043 /**
1044  * Dump an mbuf structure to the console.
1045  *
1046  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1047  * segments (in the case of a chained buffer).
1048  *
1049  * @param f
1050  *   A pointer to a file for output
1051  * @param m
1052  *   The packet mbuf.
1053  * @param dump_len
1054  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1055  *   the packet.
1056  */
1057 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1058
1059 #ifdef __cplusplus
1060 }
1061 #endif
1062
1063 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */