mbuf: clarify comment on adding Tx offload flags
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *       from this software without specific prior written permission.
21  *
22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * This library provide an API to allocate/free packet mbufs, which are
48  * used to carry network packets.
49  *
50  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
51  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
52  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
53  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
54  */
55
56 #include <stdint.h>
57 #include <rte_common.h>
58 #include <rte_mempool.h>
59 #include <rte_memory.h>
60 #include <rte_atomic.h>
61 #include <rte_prefetch.h>
62 #include <rte_branch_prediction.h>
63
64 #ifdef __cplusplus
65 extern "C" {
66 #endif
67
68 /* deprecated options */
69 #pragma GCC poison RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
70 #pragma GCC poison RTE_MBUF_REFCNT
71
72 /*
73  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
74  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
75  *
76  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
77  *   flags.
78  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
79  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
80  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
81  *   downwards, not upwards.
82  *
83  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
84  * rte_get_tx_ol_flag_name().
85  */
86 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)  /**< RX packet is a 802.1q VLAN packet. */
87 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
88 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
89 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)  /**< L4 cksum of RX pkt. is not OK. */
90 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)  /**< IP cksum of RX pkt. is not OK. */
91 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (0ULL << 0)  /**< External IP header checksum error. */
92 #define PKT_RX_OVERSIZE      (0ULL << 0)  /**< Num of desc of an RX pkt oversize. */
93 #define PKT_RX_HBUF_OVERFLOW (0ULL << 0)  /**< Header buffer overflow. */
94 #define PKT_RX_RECIP_ERR     (0ULL << 0)  /**< Hardware processing error. */
95 #define PKT_RX_MAC_ERR       (0ULL << 0)  /**< MAC error. */
96 #ifndef RTE_NEXT_ABI
97 #define PKT_RX_IPV4_HDR      (1ULL << 5)  /**< RX packet with IPv4 header. */
98 #define PKT_RX_IPV4_HDR_EXT  (1ULL << 6)  /**< RX packet with extended IPv4 header. */
99 #define PKT_RX_IPV6_HDR      (1ULL << 7)  /**< RX packet with IPv6 header. */
100 #define PKT_RX_IPV6_HDR_EXT  (1ULL << 8)  /**< RX packet with extended IPv6 header. */
101 #endif /* RTE_NEXT_ABI */
102 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
103 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
104 #ifndef RTE_NEXT_ABI
105 #define PKT_RX_TUNNEL_IPV4_HDR (1ULL << 11) /**< RX tunnel packet with IPv4 header.*/
106 #define PKT_RX_TUNNEL_IPV6_HDR (1ULL << 12) /**< RX tunnel packet with IPv6 header. */
107 #endif /* RTE_NEXT_ABI */
108 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
109 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
110 #define PKT_RX_QINQ_PKT      (1ULL << 15)  /**< RX packet with double VLAN stripped. */
111 /* add new RX flags here */
112
113 /* add new TX flags here */
114
115 /**
116  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
117  */
118 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
119
120 /**
121  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
122  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
123  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
124  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
125  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
126  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
127  *    to 0 in the packet
128  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
129  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
130  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
131  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
132  */
133 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
134
135 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
136
137 /**
138  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
139  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
140  * L4 checksum offload, the user needs to:
141  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
142  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
143  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
144  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
145  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
146  *    For SCTP, set the crc field to 0.
147  */
148 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
149 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
150 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
151 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
152 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
153
154 /**
155  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
156  * also be set by the application, although a PMD will only check
157  * PKT_TX_IP_CKSUM.
158  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
159  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
160  */
161 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
162
163 /**
164  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
165  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
166  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
167  * the inner headers.
168  */
169 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
170
171 /**
172  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
173  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
174  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
175  * the inner headers.
176  */
177 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
178
179 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
180
181 /**
182  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
183  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
184  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
185  * packet must be set to 0.
186  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
187  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
188  */
189 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
190
191 /**
192  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
193  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
194  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
195  */
196 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
197
198 /**
199  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
200  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
201  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
202  */
203 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
204
205 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
206
207 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
208
209 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
210 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
211
212 #ifdef RTE_NEXT_ABI
213 /*
214  * 32 bits are divided into several fields to mark packet types. Note that
215  * each field is indexical.
216  * - Bit 3:0 is for L2 types.
217  * - Bit 7:4 is for L3 or outer L3 (for tunneling case) types.
218  * - Bit 11:8 is for L4 or outer L4 (for tunneling case) types.
219  * - Bit 15:12 is for tunnel types.
220  * - Bit 19:16 is for inner L2 types.
221  * - Bit 23:20 is for inner L3 types.
222  * - Bit 27:24 is for inner L4 types.
223  * - Bit 31:28 is reserved.
224  *
225  * To be compatible with Vector PMD, RTE_PTYPE_L3_IPV4, RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT,
226  * RTE_PTYPE_L3_IPV6, RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT, RTE_PTYPE_L4_TCP, RTE_PTYPE_L4_UDP
227  * and RTE_PTYPE_L4_SCTP should be kept as below in a contiguous 7 bits.
228  *
229  * Note that L3 types values are selected for checking IPV4/IPV6 header from
230  * performance point of view. Reading annotations of RTE_ETH_IS_IPV4_HDR and
231  * RTE_ETH_IS_IPV6_HDR is needed for any future changes of L3 type values.
232  *
233  * Note that the packet types of the same packet recognized by different
234  * hardware may be different, as different hardware may have different
235  * capability of packet type recognition.
236  *
237  * examples:
238  * <'ether type'=0x0800
239  * | 'version'=4, 'protocol'=0x29
240  * | 'version'=6, 'next header'=0x3A
241  * | 'ICMPv6 header'>
242  * will be recognized on i40e hardware as packet type combination of,
243  * RTE_PTYPE_L2_ETHER |
244  * RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN |
245  * RTE_PTYPE_TUNNEL_IP |
246  * RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN |
247  * RTE_PTYPE_INNER_L4_ICMP.
248  *
249  * <'ether type'=0x86DD
250  * | 'version'=6, 'next header'=0x2F
251  * | 'GRE header'
252  * | 'version'=6, 'next header'=0x11
253  * | 'UDP header'>
254  * will be recognized on i40e hardware as packet type combination of,
255  * RTE_PTYPE_L2_ETHER |
256  * RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN |
257  * RTE_PTYPE_TUNNEL_GRENAT |
258  * RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN |
259  * RTE_PTYPE_INNER_L4_UDP.
260  */
261 #define RTE_PTYPE_UNKNOWN                   0x00000000
262 /**
263  * Ethernet packet type.
264  * It is used for outer packet for tunneling cases.
265  *
266  * Packet format:
267  * <'ether type'=[0x0800|0x86DD]>
268  */
269 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER                  0x00000001
270 /**
271  * Ethernet packet type for time sync.
272  *
273  * Packet format:
274  * <'ether type'=0x88F7>
275  */
276 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER_TIMESYNC         0x00000002
277 /**
278  * ARP (Address Resolution Protocol) packet type.
279  *
280  * Packet format:
281  * <'ether type'=0x0806>
282  */
283 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER_ARP              0x00000003
284 /**
285  * LLDP (Link Layer Discovery Protocol) packet type.
286  *
287  * Packet format:
288  * <'ether type'=0x88CC>
289  */
290 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER_LLDP             0x00000004
291 /**
292  * Mask of layer 2 packet types.
293  * It is used for outer packet for tunneling cases.
294  */
295 #define RTE_PTYPE_L2_MASK                   0x0000000f
296 /**
297  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
298  * It is used for outer packet for tunneling cases, and does not contain any
299  * header option.
300  *
301  * Packet format:
302  * <'ether type'=0x0800
303  * | 'version'=4, 'ihl'=5>
304  */
305 #define RTE_PTYPE_L3_IPV4                   0x00000010
306 /**
307  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
308  * It is used for outer packet for tunneling cases, and contains header
309  * options.
310  *
311  * Packet format:
312  * <'ether type'=0x0800
313  * | 'version'=4, 'ihl'=[6-15], 'options'>
314  */
315 #define RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT               0x00000030
316 /**
317  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
318  * It is used for outer packet for tunneling cases, and does not contain any
319  * extension header.
320  *
321  * Packet format:
322  * <'ether type'=0x86DD
323  * | 'version'=6, 'next header'=0x3B>
324  */
325 #define RTE_PTYPE_L3_IPV6                   0x00000040
326 /**
327  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
328  * It is used for outer packet for tunneling cases, and may or maynot contain
329  * header options.
330  *
331  * Packet format:
332  * <'ether type'=0x0800
333  * | 'version'=4, 'ihl'=[5-15], <'options'>>
334  */
335 #define RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN       0x00000090
336 /**
337  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
338  * It is used for outer packet for tunneling cases, and contains extension
339  * headers.
340  *
341  * Packet format:
342  * <'ether type'=0x86DD
343  * | 'version'=6, 'next header'=[0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
344  *   'extension headers'>
345  */
346 #define RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT               0x000000c0
347 /**
348  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
349  * It is used for outer packet for tunneling cases, and may or maynot contain
350  * extension headers.
351  *
352  * Packet format:
353  * <'ether type'=0x86DD
354  * | 'version'=6, 'next header'=[0x3B|0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
355  *   <'extension headers'>>
356  */
357 #define RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN       0x000000e0
358 /**
359  * Mask of layer 3 packet types.
360  * It is used for outer packet for tunneling cases.
361  */
362 #define RTE_PTYPE_L3_MASK                   0x000000f0
363 /**
364  * TCP (Transmission Control Protocol) packet type.
365  * It is used for outer packet for tunneling cases.
366  *
367  * Packet format:
368  * <'ether type'=0x0800
369  * | 'version'=4, 'protocol'=6, 'MF'=0>
370  * or,
371  * <'ether type'=0x86DD
372  * | 'version'=6, 'next header'=6>
373  */
374 #define RTE_PTYPE_L4_TCP                    0x00000100
375 /**
376  * UDP (User Datagram Protocol) packet type.
377  * It is used for outer packet for tunneling cases.
378  *
379  * Packet format:
380  * <'ether type'=0x0800
381  * | 'version'=4, 'protocol'=17, 'MF'=0>
382  * or,
383  * <'ether type'=0x86DD
384  * | 'version'=6, 'next header'=17>
385  */
386 #define RTE_PTYPE_L4_UDP                    0x00000200
387 /**
388  * Fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
389  * It is used for outer packet for tunneling cases.
390  *
391  * It refers to those packets of any IP types, which can be recognized as
392  * fragmented. A fragmented packet cannot be recognized as any other L4 types
393  * (RTE_PTYPE_L4_TCP, RTE_PTYPE_L4_UDP, RTE_PTYPE_L4_SCTP, RTE_PTYPE_L4_ICMP,
394  * RTE_PTYPE_L4_NONFRAG).
395  *
396  * Packet format:
397  * <'ether type'=0x0800
398  * | 'version'=4, 'MF'=1>
399  * or,
400  * <'ether type'=0x86DD
401  * | 'version'=6, 'next header'=44>
402  */
403 #define RTE_PTYPE_L4_FRAG                   0x00000300
404 /**
405  * SCTP (Stream Control Transmission Protocol) packet type.
406  * It is used for outer packet for tunneling cases.
407  *
408  * Packet format:
409  * <'ether type'=0x0800
410  * | 'version'=4, 'protocol'=132, 'MF'=0>
411  * or,
412  * <'ether type'=0x86DD
413  * | 'version'=6, 'next header'=132>
414  */
415 #define RTE_PTYPE_L4_SCTP                   0x00000400
416 /**
417  * ICMP (Internet Control Message Protocol) packet type.
418  * It is used for outer packet for tunneling cases.
419  *
420  * Packet format:
421  * <'ether type'=0x0800
422  * | 'version'=4, 'protocol'=1, 'MF'=0>
423  * or,
424  * <'ether type'=0x86DD
425  * | 'version'=6, 'next header'=1>
426  */
427 #define RTE_PTYPE_L4_ICMP                   0x00000500
428 /**
429  * Non-fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
430  * It is used for outer packet for tunneling cases.
431  *
432  * It refers to those packets of any IP types, while cannot be recognized as
433  * any of above L4 types (RTE_PTYPE_L4_TCP, RTE_PTYPE_L4_UDP,
434  * RTE_PTYPE_L4_FRAG, RTE_PTYPE_L4_SCTP, RTE_PTYPE_L4_ICMP).
435  *
436  * Packet format:
437  * <'ether type'=0x0800
438  * | 'version'=4, 'protocol'!=[6|17|132|1], 'MF'=0>
439  * or,
440  * <'ether type'=0x86DD
441  * | 'version'=6, 'next header'!=[6|17|44|132|1]>
442  */
443 #define RTE_PTYPE_L4_NONFRAG                0x00000600
444 /**
445  * Mask of layer 4 packet types.
446  * It is used for outer packet for tunneling cases.
447  */
448 #define RTE_PTYPE_L4_MASK                   0x00000f00
449 /**
450  * IP (Internet Protocol) in IP (Internet Protocol) tunneling packet type.
451  *
452  * Packet format:
453  * <'ether type'=0x0800
454  * | 'version'=4, 'protocol'=[4|41]>
455  * or,
456  * <'ether type'=0x86DD
457  * | 'version'=6, 'next header'=[4|41]>
458  */
459 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_IP                 0x00001000
460 /**
461  * GRE (Generic Routing Encapsulation) tunneling packet type.
462  *
463  * Packet format:
464  * <'ether type'=0x0800
465  * | 'version'=4, 'protocol'=47>
466  * or,
467  * <'ether type'=0x86DD
468  * | 'version'=6, 'next header'=47>
469  */
470 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_GRE                0x00002000
471 /**
472  * VXLAN (Virtual eXtensible Local Area Network) tunneling packet type.
473  *
474  * Packet format:
475  * <'ether type'=0x0800
476  * | 'version'=4, 'protocol'=17
477  * | 'destination port'=4798>
478  * or,
479  * <'ether type'=0x86DD
480  * | 'version'=6, 'next header'=17
481  * | 'destination port'=4798>
482  */
483 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_VXLAN              0x00003000
484 /**
485  * NVGRE (Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation) tunneling
486  * packet type.
487  *
488  * Packet format:
489  * <'ether type'=0x0800
490  * | 'version'=4, 'protocol'=47
491  * | 'protocol type'=0x6558>
492  * or,
493  * <'ether type'=0x86DD
494  * | 'version'=6, 'next header'=47
495  * | 'protocol type'=0x6558'>
496  */
497 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_NVGRE              0x00004000
498 /**
499  * GENEVE (Generic Network Virtualization Encapsulation) tunneling packet type.
500  *
501  * Packet format:
502  * <'ether type'=0x0800
503  * | 'version'=4, 'protocol'=17
504  * | 'destination port'=6081>
505  * or,
506  * <'ether type'=0x86DD
507  * | 'version'=6, 'next header'=17
508  * | 'destination port'=6081>
509  */
510 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_GENEVE             0x00005000
511 /**
512  * Tunneling packet type of Teredo, VXLAN (Virtual eXtensible Local Area
513  * Network) or GRE (Generic Routing Encapsulation) could be recognized as this
514  * packet type, if they can not be recognized independently as of hardware
515  * capability.
516  */
517 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_GRENAT             0x00006000
518 /**
519  * Mask of tunneling packet types.
520  */
521 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_MASK               0x0000f000
522 /**
523  * Ethernet packet type.
524  * It is used for inner packet type only.
525  *
526  * Packet format (inner only):
527  * <'ether type'=[0x800|0x86DD]>
528  */
529 #define RTE_PTYPE_INNER_L2_ETHER            0x00010000
530 /**
531  * Ethernet packet type with VLAN (Virtual Local Area Network) tag.
532  *
533  * Packet format (inner only):
534  * <'ether type'=[0x800|0x86DD], vlan=[1-4095]>
535  */
536 #define RTE_PTYPE_INNER_L2_ETHER_VLAN       0x00020000
537 /**
538  * Mask of inner layer 2 packet types.
539  */
540 #define RTE_PTYPE_INNER_L2_MASK             0x000f0000
541 /**
542  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
543  * It is used for inner packet only, and does not contain any header option.
544  *
545  * Packet format (inner only):
546  * <'ether type'=0x0800
547  * | 'version'=4, 'ihl'=5>
548  */
549 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV4             0x00100000
550 /**
551  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
552  * It is used for inner packet only, and contains header options.
553  *
554  * Packet format (inner only):
555  * <'ether type'=0x0800
556  * | 'version'=4, 'ihl'=[6-15], 'options'>
557  */
558 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV4_EXT         0x00200000
559 /**
560  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
561  * It is used for inner packet only, and does not contain any extension header.
562  *
563  * Packet format (inner only):
564  * <'ether type'=0x86DD
565  * | 'version'=6, 'next header'=0x3B>
566  */
567 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6             0x00300000
568 /**
569  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
570  * It is used for inner packet only, and may or maynot contain header options.
571  *
572  * Packet format (inner only):
573  * <'ether type'=0x0800
574  * | 'version'=4, 'ihl'=[5-15], <'options'>>
575  */
576 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN 0x00400000
577 /**
578  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
579  * It is used for inner packet only, and contains extension headers.
580  *
581  * Packet format (inner only):
582  * <'ether type'=0x86DD
583  * | 'version'=6, 'next header'=[0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
584  *   'extension headers'>
585  */
586 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT         0x00500000
587 /**
588  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
589  * It is used for inner packet only, and may or maynot contain extension
590  * headers.
591  *
592  * Packet format (inner only):
593  * <'ether type'=0x86DD
594  * | 'version'=6, 'next header'=[0x3B|0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
595  *   <'extension headers'>>
596  */
597 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN 0x00600000
598 /**
599  * Mask of inner layer 3 packet types.
600  */
601 #define RTE_PTYPE_INNER_INNER_L3_MASK       0x00f00000
602 /**
603  * TCP (Transmission Control Protocol) packet type.
604  * It is used for inner packet only.
605  *
606  * Packet format (inner only):
607  * <'ether type'=0x0800
608  * | 'version'=4, 'protocol'=6, 'MF'=0>
609  * or,
610  * <'ether type'=0x86DD
611  * | 'version'=6, 'next header'=6>
612  */
613 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_TCP              0x01000000
614 /**
615  * UDP (User Datagram Protocol) packet type.
616  * It is used for inner packet only.
617  *
618  * Packet format (inner only):
619  * <'ether type'=0x0800
620  * | 'version'=4, 'protocol'=17, 'MF'=0>
621  * or,
622  * <'ether type'=0x86DD
623  * | 'version'=6, 'next header'=17>
624  */
625 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_UDP              0x02000000
626 /**
627  * Fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
628  * It is used for inner packet only, and may or maynot have layer 4 packet.
629  *
630  * Packet format (inner only):
631  * <'ether type'=0x0800
632  * | 'version'=4, 'MF'=1>
633  * or,
634  * <'ether type'=0x86DD
635  * | 'version'=6, 'next header'=44>
636  */
637 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_FRAG             0x03000000
638 /**
639  * SCTP (Stream Control Transmission Protocol) packet type.
640  * It is used for inner packet only.
641  *
642  * Packet format (inner only):
643  * <'ether type'=0x0800
644  * | 'version'=4, 'protocol'=132, 'MF'=0>
645  * or,
646  * <'ether type'=0x86DD
647  * | 'version'=6, 'next header'=132>
648  */
649 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_SCTP             0x04000000
650 /**
651  * ICMP (Internet Control Message Protocol) packet type.
652  * It is used for inner packet only.
653  *
654  * Packet format (inner only):
655  * <'ether type'=0x0800
656  * | 'version'=4, 'protocol'=1, 'MF'=0>
657  * or,
658  * <'ether type'=0x86DD
659  * | 'version'=6, 'next header'=1>
660  */
661 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_ICMP             0x05000000
662 /**
663  * Non-fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
664  * It is used for inner packet only, and may or maynot have other unknown layer
665  * 4 packet types.
666  *
667  * Packet format (inner only):
668  * <'ether type'=0x0800
669  * | 'version'=4, 'protocol'!=[6|17|132|1], 'MF'=0>
670  * or,
671  * <'ether type'=0x86DD
672  * | 'version'=6, 'next header'!=[6|17|44|132|1]>
673  */
674 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_NONFRAG          0x06000000
675 /**
676  * Mask of inner layer 4 packet types.
677  */
678 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_MASK             0x0f000000
679
680 /**
681  * Check if the (outer) L3 header is IPv4. To avoid comparing IPv4 types one by
682  * one, bit 4 is selected to be used for IPv4 only. Then checking bit 4 can
683  * determin if it is an IPV4 packet.
684  */
685 #define  RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(ptype) ((ptype) & RTE_PTYPE_L3_IPV4)
686
687 /**
688  * Check if the (outer) L3 header is IPv4. To avoid comparing IPv4 types one by
689  * one, bit 6 is selected to be used for IPv4 only. Then checking bit 6 can
690  * determin if it is an IPV4 packet.
691  */
692 #define  RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(ptype) ((ptype) & RTE_PTYPE_L3_IPV6)
693
694 /* Check if it is a tunneling packet */
695 #define RTE_ETH_IS_TUNNEL_PKT(ptype) ((ptype) & RTE_PTYPE_TUNNEL_MASK)
696 #endif /* RTE_NEXT_ABI */
697
698 /**
699  * Get the name of a RX offload flag
700  *
701  * @param mask
702  *   The mask describing the flag.
703  * @return
704  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
705  */
706 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
707
708 /**
709  * Get the name of a TX offload flag
710  *
711  * @param mask
712  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
713  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
714  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
715  * @return
716  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
717  */
718 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
719
720 /**
721  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
722  * splitting it into multiple segments.
723  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
724  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
725  */
726 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
727 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
728         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
729
730 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
731  * mbuf */
732 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
733 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
734 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
735                                * with a single assignment */
736
737 /**
738  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
739  */
740 struct rte_mbuf {
741         MARKER cacheline0;
742
743         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
744         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
745
746         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
747
748         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
749         MARKER8 rearm_data;
750         uint16_t data_off;
751
752         /**
753          * 16-bit Reference counter.
754          * It should only be accessed using the following functions:
755          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
756          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
757          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
758          * config option.
759          */
760         union {
761                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
762                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
763         };
764         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
765         uint8_t port;             /**< Input port. */
766
767         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
768
769         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
770         MARKER rx_descriptor_fields1;
771
772 #ifdef RTE_NEXT_ABI
773         /*
774          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
775          * and tunnel types.
776          */
777         union {
778                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
779                 struct {
780                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
781                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
782                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
783                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
784                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
785                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
786                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
787                 };
788         };
789
790         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
791         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
792         uint16_t vlan_tci;        /**< VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
793 #else /* RTE_NEXT_ABI */
794         /**
795          * The packet type, which is used to indicate ordinary packet and also
796          * tunneled packet format, i.e. each number is represented a type of
797          * packet.
798          */
799         uint16_t packet_type;
800
801         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
802         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
803         uint16_t vlan_tci;        /**< VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
804         uint16_t vlan_tci_outer;  /**< Outer VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
805 #endif /* RTE_NEXT_ABI */
806         union {
807                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
808                 struct {
809                         union {
810                                 struct {
811                                         uint16_t hash;
812                                         uint16_t id;
813                                 };
814                                 uint32_t lo;
815                                 /**< Second 4 flexible bytes */
816                         };
817                         uint32_t hi;
818                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
819                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
820                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
821                 uint32_t sched;   /**< Hierarchical scheduler */
822                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
823         } hash;                   /**< hash information */
824
825         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
826 #ifdef RTE_NEXT_ABI
827         uint16_t vlan_tci_outer;  /**< Outer VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
828 #endif /* RTE_NEXT_ABI */
829
830         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
831         MARKER cacheline1 __rte_cache_aligned;
832
833         union {
834                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
835                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
836         };
837
838         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
839         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
840
841         /* fields to support TX offloads */
842         union {
843                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
844                 struct {
845                         uint64_t l2_len:7; /**< L2 (MAC) Header Length. */
846                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
847                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
848                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
849
850                         /* fields for TX offloading of tunnels */
851                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
852                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
853
854                         /* uint64_t unused:8; */
855                 };
856         };
857
858         /** Size of the application private data. In case of an indirect
859          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
860         uint16_t priv_size;
861
862         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
863         uint16_t timesync;
864 } __rte_cache_aligned;
865
866 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
867
868 /**
869  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
870  *
871  * @param mi
872  *   The pointer to the indirect mbuf.
873  * @return
874  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
875  */
876 static inline struct rte_mbuf *
877 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
878 {
879         return RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
880 }
881
882 /**
883  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
884  *
885  * @param md
886  *   The pointer to the mbuf.
887  * @return
888  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
889  */
890 static inline char *
891 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
892 {
893         char *buffer_addr;
894         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
895         return buffer_addr;
896 }
897
898 /**
899  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
900  */
901 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
902
903 /**
904  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
905  */
906 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
907
908 /**
909  * Private data in case of pktmbuf pool.
910  *
911  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
912  * appended after the mempool structure (in private data).
913  */
914 struct rte_pktmbuf_pool_private {
915         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
916         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
917 };
918
919 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
920
921 /**  check mbuf type in debug mode */
922 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
923
924 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
925 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h)    do {       \
926         if ((m) != NULL)                                   \
927                 rte_mbuf_sanity_check(m, is_h);          \
928 } while (0)
929
930 /**  MBUF asserts in debug mode */
931 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                                         \
932 if (!(exp)) {                                                        \
933         rte_panic("line%d\tassert \"" #exp "\" failed\n", __LINE__); \
934 }
935
936 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
937
938 /**  check mbuf type in debug mode */
939 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
940
941 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
942 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h) do { } while (0)
943
944 /**  MBUF asserts in debug mode */
945 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                do { } while (0)
946
947 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
948
949 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
950
951 /**
952  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
953  * @param m
954  *   Mbuf to read
955  * @return
956  *   Reference count number.
957  */
958 static inline uint16_t
959 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
960 {
961         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
962 }
963
964 /**
965  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
966  * @param m
967  *   Mbuf to update
968  * @param new_value
969  *   Value set
970  */
971 static inline void
972 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
973 {
974         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
975 }
976
977 /**
978  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
979  * @param m
980  *   Mbuf to update
981  * @param value
982  *   Value to add/subtract
983  * @return
984  *   Updated value
985  */
986 static inline uint16_t
987 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
988 {
989         /*
990          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
991          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
992          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
993          * operation has to be used because concurrent accesses on the
994          * reference counter can occur.
995          */
996         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
997                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
998                 return 1 + value;
999         }
1000
1001         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
1002 }
1003
1004 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
1005
1006 /**
1007  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
1008  */
1009 static inline uint16_t
1010 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
1011 {
1012         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
1013         return m->refcnt;
1014 }
1015
1016 /**
1017  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
1018  */
1019 static inline uint16_t
1020 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
1021 {
1022         return m->refcnt;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
1027  */
1028 static inline void
1029 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
1030 {
1031         m->refcnt = new_value;
1032 }
1033
1034 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
1035
1036 /** Mbuf prefetch */
1037 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1038         if ((m) != NULL)                        \
1039                 rte_prefetch0(m);               \
1040 } while (0)
1041
1042
1043 /**
1044  * Sanity checks on an mbuf.
1045  *
1046  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1047  * panic if corruption is detected.
1048  *
1049  * @param m
1050  *   The mbuf to be checked.
1051  * @param is_header
1052  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1053  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1054  */
1055 void
1056 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1057
1058 /**
1059  * @internal Allocate a new mbuf from mempool *mp*.
1060  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
1061  * Please use rte_pktmbuf_alloc().
1062  *
1063  * @param mp
1064  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1065  * @return
1066  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1067  *   - NULL if allocation failed.
1068  */
1069 static inline struct rte_mbuf *__rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1070 {
1071         struct rte_mbuf *m;
1072         void *mb = NULL;
1073         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
1074                 return NULL;
1075         m = (struct rte_mbuf *)mb;
1076         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
1077         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1078         return m;
1079 }
1080
1081 /**
1082  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
1083  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
1084  * Please use rte_pktmbuf_free().
1085  *
1086  * @param m
1087  *   The mbuf to be freed.
1088  */
1089 static inline void __attribute__((always_inline))
1090 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1091 {
1092         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
1093         rte_mempool_put(m->pool, m);
1094 }
1095
1096 /* Operations on ctrl mbuf */
1097
1098 /**
1099  * The control mbuf constructor.
1100  *
1101  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
1102  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
1103  * start address, and so on). This function is given as a callback function
1104  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
1105  *
1106  * @param mp
1107  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1108  * @param opaque_arg
1109  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1110  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1111  *   parameter of rte_mempool_create().
1112  * @param m
1113  *   The mbuf to initialize.
1114  * @param i
1115  *   The index of the mbuf in the pool table.
1116  */
1117 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1118                 void *m, unsigned i);
1119
1120 /**
1121  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
1122  *
1123  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
1124  * buffer, and with a length of zero.
1125  *
1126  * @param mp
1127  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1128  * @return
1129  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1130  *   - NULL if allocation failed.
1131  */
1132 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
1133
1134 /**
1135  * Free a control mbuf back into its original mempool.
1136  *
1137  * @param m
1138  *   The control mbuf to be freed.
1139  */
1140 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
1141
1142 /**
1143  * A macro that returns the pointer to the carried data.
1144  *
1145  * The value that can be read or assigned.
1146  *
1147  * @param m
1148  *   The control mbuf.
1149  */
1150 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
1151
1152 /**
1153  * A macro that returns the length of the carried data.
1154  *
1155  * The value that can be read or assigned.
1156  *
1157  * @param m
1158  *   The control mbuf.
1159  */
1160 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
1161
1162 /**
1163  * Tests if an mbuf is a control mbuf
1164  *
1165  * @param m
1166  *   The mbuf to be tested
1167  * @return
1168  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
1169  *   - False(0) otherwise
1170  */
1171 static inline int
1172 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
1173 {
1174         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
1175 }
1176
1177 /* Operations on pkt mbuf */
1178
1179 /**
1180  * The packet mbuf constructor.
1181  *
1182  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1183  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1184  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1185  * rte_mempool_create() at pool creation time.
1186  *
1187  * @param mp
1188  *   The mempool from which mbufs originate.
1189  * @param opaque_arg
1190  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1191  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1192  *   parameter of rte_mempool_create().
1193  * @param m
1194  *   The mbuf to initialize.
1195  * @param i
1196  *   The index of the mbuf in the pool table.
1197  */
1198 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1199                       void *m, unsigned i);
1200
1201
1202 /**
1203  * A  packet mbuf pool constructor.
1204  *
1205  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1206  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1207  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
1208  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1209  * provide another packet size.
1210  *
1211  * @param mp
1212  *   The mempool from which mbufs originate.
1213  * @param opaque_arg
1214  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1215  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1216  *   parameter of rte_mempool_create().
1217  */
1218 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1219
1220 /**
1221  * Create a mbuf pool.
1222  *
1223  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1224  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
1225  * and mempool constructor.
1226  *
1227  * @param name
1228  *   The name of the mbuf pool.
1229  * @param n
1230  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1231  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1232  *   n = (2^q - 1).
1233  * @param cache_size
1234  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1235  *   details.
1236  * @param priv_size
1237  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1238  *   and the data buffer.
1239  * @param data_room_size
1240  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1241  * @param socket_id
1242  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1243  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1244  *   reserved zone.
1245  * @return
1246  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1247  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1248  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1249  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1250  *    - EINVAL - cache size provided is too large
1251  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1252  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1253  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1254  */
1255 struct rte_mempool *
1256 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1257         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1258         int socket_id);
1259
1260 /**
1261  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1262  *
1263  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1264  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1265  *
1266  * @param mp
1267  *   The packet mbuf pool.
1268  * @return
1269  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1270  */
1271 static inline uint16_t
1272 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1273 {
1274         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1275
1276         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1277         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1278 }
1279
1280 /**
1281  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1282  *
1283  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1284  * structure and the data buffer where an application can store data
1285  * associated to a packet.
1286  *
1287  * @param mp
1288  *   The packet mbuf pool.
1289  * @return
1290  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1291  */
1292 static inline uint16_t
1293 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1294 {
1295         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1296
1297         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1298         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1299 }
1300
1301 /**
1302  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1303  *
1304  * The given mbuf must have only one segment.
1305  *
1306  * @param m
1307  *   The packet mbuf to be resetted.
1308  */
1309 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1310 {
1311         m->next = NULL;
1312         m->pkt_len = 0;
1313         m->tx_offload = 0;
1314         m->vlan_tci = 0;
1315         m->vlan_tci_outer = 0;
1316         m->nb_segs = 1;
1317         m->port = 0xff;
1318
1319         m->ol_flags = 0;
1320         m->packet_type = 0;
1321         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
1322                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
1323
1324         m->data_len = 0;
1325         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1326 }
1327
1328 /**
1329  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1330  *
1331  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1332  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1333  * (if buffer size allows).
1334  *
1335  * @param mp
1336  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1337  * @return
1338  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1339  *   - NULL if allocation failed.
1340  */
1341 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1342 {
1343         struct rte_mbuf *m;
1344         if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1345                 rte_pktmbuf_reset(m);
1346         return m;
1347 }
1348
1349 /**
1350  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1351  *
1352  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1353  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1354  * Right now, not supported:
1355  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1356  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1357  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1358  *
1359  * @param mi
1360  *   The indirect packet mbuf.
1361  * @param m
1362  *   The packet mbuf we're attaching to.
1363  */
1364 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1365 {
1366         struct rte_mbuf *md;
1367
1368         RTE_MBUF_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1369             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1370
1371         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1372         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1373                 md = m;
1374         else
1375                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1376
1377         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1378         mi->priv_size = m->priv_size;
1379         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1380         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1381         mi->buf_len = m->buf_len;
1382
1383         mi->next = m->next;
1384         mi->data_off = m->data_off;
1385         mi->data_len = m->data_len;
1386         mi->port = m->port;
1387         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1388         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1389         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1390         mi->hash = m->hash;
1391
1392         mi->next = NULL;
1393         mi->pkt_len = mi->data_len;
1394         mi->nb_segs = 1;
1395         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1396         mi->packet_type = m->packet_type;
1397
1398         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1399         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1400 }
1401
1402 /**
1403  * Detach an indirect packet mbuf.
1404  *
1405  *  - restore original mbuf address and length values.
1406  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1407  *  All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1408  *
1409  * @param m
1410  *   The indirect attached packet mbuf.
1411  */
1412 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1413 {
1414         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1415         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1416
1417         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1418         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1419         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1420
1421         m->priv_size = priv_size;
1422         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1423         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1424         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1425         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1426         m->data_len = 0;
1427         m->ol_flags = 0;
1428 }
1429
1430 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1431 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1432 {
1433         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1434
1435         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1436
1437                 /* if this is an indirect mbuf, then
1438                  *  - detach mbuf
1439                  *  - free attached mbuf segment
1440                  */
1441                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m)) {
1442                         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1443                         rte_pktmbuf_detach(m);
1444                         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1445                                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1446                 }
1447                 return m;
1448         }
1449         return NULL;
1450 }
1451
1452 /**
1453  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1454  *
1455  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1456  * buffers.
1457  *
1458  * @param m
1459  *   The packet mbuf segment to be freed.
1460  */
1461 static inline void __attribute__((always_inline))
1462 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1463 {
1464         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1465                 m->next = NULL;
1466                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1467         }
1468 }
1469
1470 /**
1471  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1472  *
1473  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1474  * segment is added back into its original mempool.
1475  *
1476  * @param m
1477  *   The packet mbuf to be freed.
1478  */
1479 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1480 {
1481         struct rte_mbuf *m_next;
1482
1483         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1484
1485         while (m != NULL) {
1486                 m_next = m->next;
1487                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1488                 m = m_next;
1489         }
1490 }
1491
1492 /**
1493  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1494  *
1495  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1496  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1497  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1498  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1499  * from the original packet mbuf.
1500  *
1501  * @param md
1502  *   The packet mbuf to be cloned.
1503  * @param mp
1504  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1505  * @return
1506  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1507  *   - NULL if allocation fails.
1508  */
1509 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1510                 struct rte_mempool *mp)
1511 {
1512         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1513         uint32_t pktlen;
1514         uint8_t nseg;
1515
1516         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1517                 return NULL;
1518
1519         mi = mc;
1520         prev = &mi->next;
1521         pktlen = md->pkt_len;
1522         nseg = 0;
1523
1524         do {
1525                 nseg++;
1526                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1527                 *prev = mi;
1528                 prev = &mi->next;
1529         } while ((md = md->next) != NULL &&
1530             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1531
1532         *prev = NULL;
1533         mc->nb_segs = nseg;
1534         mc->pkt_len = pktlen;
1535
1536         /* Allocation of new indirect segment failed */
1537         if (unlikely (mi == NULL)) {
1538                 rte_pktmbuf_free(mc);
1539                 return NULL;
1540         }
1541
1542         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1543         return mc;
1544 }
1545
1546 /**
1547  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1548  *
1549  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1550  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1551  *
1552  * @param m
1553  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1554  * @param v
1555  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1556  */
1557 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1558 {
1559         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1560
1561         do {
1562                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1563         } while ((m = m->next) != NULL);
1564 }
1565
1566 /**
1567  * Get the headroom in a packet mbuf.
1568  *
1569  * @param m
1570  *   The packet mbuf.
1571  * @return
1572  *   The length of the headroom.
1573  */
1574 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1575 {
1576         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1577         return m->data_off;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1582  *
1583  * @param m
1584  *   The packet mbuf.
1585  * @return
1586  *   The length of the tailroom.
1587  */
1588 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1589 {
1590         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1591         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1592                           m->data_len);
1593 }
1594
1595 /**
1596  * Get the last segment of the packet.
1597  *
1598  * @param m
1599  *   The packet mbuf.
1600  * @return
1601  *   The last segment of the given mbuf.
1602  */
1603 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1604 {
1605         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1606
1607         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1608         while (m2->next != NULL)
1609                 m2 = m2->next;
1610         return m2;
1611 }
1612
1613 /**
1614  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1615  *
1616  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1617  * function, the user must ensure that the first segment is large
1618  * enough to accommodate its data.
1619  *
1620  * @param m
1621  *   The packet mbuf.
1622  * @param o
1623  *   The offset into the mbuf data.
1624  * @param t
1625  *   The type to cast the result into.
1626  */
1627 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1628         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1629
1630 /**
1631  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1632  *
1633  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1634  * function, the user must ensure that the first segment is large
1635  * enough to accommodate its data.
1636  *
1637  * @param m
1638  *   The packet mbuf.
1639  * @param t
1640  *   The type to cast the result into.
1641  */
1642 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1643
1644 /**
1645  * A macro that returns the length of the packet.
1646  *
1647  * The value can be read or assigned.
1648  *
1649  * @param m
1650  *   The packet mbuf.
1651  */
1652 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1653
1654 /**
1655  * A macro that returns the length of the segment.
1656  *
1657  * The value can be read or assigned.
1658  *
1659  * @param m
1660  *   The packet mbuf.
1661  */
1662 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1663
1664 /**
1665  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1666  *
1667  * Returns a pointer to the new
1668  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1669  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1670  *
1671  * @param m
1672  *   The pkt mbuf.
1673  * @param len
1674  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1675  * @return
1676  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1677  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1678  */
1679 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1680                                         uint16_t len)
1681 {
1682         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1683
1684         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1685                 return NULL;
1686
1687         m->data_off -= len;
1688         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1689         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1690
1691         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1692 }
1693
1694 /**
1695  * Append len bytes to an mbuf.
1696  *
1697  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1698  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1699  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1700  *
1701  * @param m
1702  *   The packet mbuf.
1703  * @param len
1704  *   The amount of data to append (in bytes).
1705  * @return
1706  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1707  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1708  */
1709 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1710 {
1711         void *tail;
1712         struct rte_mbuf *m_last;
1713
1714         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1715
1716         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1717         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1718                 return NULL;
1719
1720         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1721         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1722         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1723         return (char*) tail;
1724 }
1725
1726 /**
1727  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1728  *
1729  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1730  * length is greater than the length of the first segment, then the
1731  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1732  *
1733  * @param m
1734  *   The packet mbuf.
1735  * @param len
1736  *   The amount of data to remove (in bytes).
1737  * @return
1738  *   A pointer to the new start of the data.
1739  */
1740 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1741 {
1742         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1743
1744         if (unlikely(len > m->data_len))
1745                 return NULL;
1746
1747         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1748         m->data_off += len;
1749         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1750         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1751 }
1752
1753 /**
1754  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1755  *
1756  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1757  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1758  *
1759  * @param m
1760  *   The packet mbuf.
1761  * @param len
1762  *   The amount of data to remove (in bytes).
1763  * @return
1764  *   - 0: On success.
1765  *   - -1: On error.
1766  */
1767 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1768 {
1769         struct rte_mbuf *m_last;
1770
1771         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1772
1773         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1774         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1775                 return -1;
1776
1777         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1778         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 /**
1783  * Test if mbuf data is contiguous.
1784  *
1785  * @param m
1786  *   The packet mbuf.
1787  * @return
1788  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1789  *   - 0, if there is several segments.
1790  */
1791 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1792 {
1793         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1794         return !!(m->nb_segs == 1);
1795 }
1796
1797 /**
1798  * Dump an mbuf structure to the console.
1799  *
1800  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1801  * segments (in the case of a chained buffer).
1802  *
1803  * @param f
1804  *   A pointer to a file for output
1805  * @param m
1806  *   The packet mbuf.
1807  * @param dump_len
1808  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1809  *   the packet.
1810  */
1811 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1812
1813 #ifdef __cplusplus
1814 }
1815 #endif
1816
1817 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */