mbuf: add new Rx checksum 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 #include <rte_mbuf_ptype.h>
64
65 #ifdef __cplusplus
66 extern "C" {
67 #endif
68
69 /*
70  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
71  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
72  *
73  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
74  *   flags.
75  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
76  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
77  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
78  *   downwards, not upwards.
79  *
80  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
81  * rte_get_tx_ol_flag_name().
82  */
83
84 /**
85  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
86  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
87  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
88  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
89  */
90 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
91
92 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
93 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
94
95 /**
96  * Deprecated.
97  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
98  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
99  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
100  * wrong by the hardware.
101  */
102 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
103
104 /**
105  * Deprecated.
106  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
107  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
108  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
109  * wrong by the hardware.
110  */
111 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
112
113 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
114
115 /**
116  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
117  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
118  * in the RX configuration of the PMD.
119  */
120 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
121
122 /**
123  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
124  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
125  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
126  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
127  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
128  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
129  */
130 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
131
132 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
133 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
134 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
135 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
136
137 /**
138  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
139  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
140  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
141  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
142  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
143  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
144  */
145 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
146
147 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
148 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
149 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
150 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
151
152 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
153 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
154 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
155 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
156
157 /**
158  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
159  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
160  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
161  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
162  * must also be set.
163  */
164 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
165
166 /**
167  * Deprecated.
168  * RX packet with double VLAN stripped.
169  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
172
173 /* add new RX flags here */
174
175 /* add new TX flags here */
176
177 /**
178  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
179  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
180  * tunnel type into the HW descriptors.
181  */
182 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
183 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
184 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
185 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
186 /* add new TX TUNNEL type here */
187 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
188
189 /**
190  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
191  */
192 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
193
194 /**
195  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
196  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
197  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
198  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
199  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
200  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
201  *    to 0 in the packet
202  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
203  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
204  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
205  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
206  */
207 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
208
209 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
210
211 /**
212  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
213  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
214  * L4 checksum offload, the user needs to:
215  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
216  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
217  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
218  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
219  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
220  *    For SCTP, set the crc field to 0.
221  */
222 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
223 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
224 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
225 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
226 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
227
228 /**
229  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
230  * also be set by the application, although a PMD will only check
231  * PKT_TX_IP_CKSUM.
232  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
233  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
234  */
235 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
236
237 /**
238  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
239  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
240  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
241  * the inner headers.
242  */
243 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
244
245 /**
246  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
247  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
248  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
249  * the inner headers.
250  */
251 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
252
253 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
254
255 /**
256  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
257  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
258  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
259  * packet must be set to 0.
260  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
261  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
262  */
263 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
264
265 /**
266  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
267  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
268  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
269  */
270 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
271
272 /**
273  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
274  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
275  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
276  */
277 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
278
279 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
280
281 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
282
283 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
284 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
285
286 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
287 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
288
289 /**
290  * Get the name of a RX offload flag
291  *
292  * @param mask
293  *   The mask describing the flag.
294  * @return
295  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
296  */
297 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
298
299 /**
300  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
301  *
302  * @param mask
303  *   The mask describing the RX flags.
304  * @param buf
305  *   The output buffer.
306  * @param buflen
307  *   The length of the buffer.
308  * @return
309  *   0 on success, (-1) on error.
310  */
311 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
312
313 /**
314  * Get the name of a TX offload flag
315  *
316  * @param mask
317  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
318  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
319  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
320  * @return
321  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
322  */
323 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
324
325 /**
326  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
327  *
328  * @param mask
329  *   The mask describing the TX flags.
330  * @param buf
331  *   The output buffer.
332  * @param buflen
333  *   The length of the buffer.
334  * @return
335  *   0 on success, (-1) on error.
336  */
337 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
338
339 /**
340  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
341  * splitting it into multiple segments.
342  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
343  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
344  */
345 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
346 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
347         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
348
349 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
350  * mbuf */
351 __extension__
352 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
353 __extension__
354 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
355 __extension__
356 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
357                                * with a single assignment */
358
359 /**
360  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
361  */
362 struct rte_mbuf {
363         MARKER cacheline0;
364
365         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
366         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
367
368         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
369
370         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
371         MARKER8 rearm_data;
372         uint16_t data_off;
373
374         /**
375          * 16-bit Reference counter.
376          * It should only be accessed using the following functions:
377          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
378          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
379          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
380          * config option.
381          */
382         RTE_STD_C11
383         union {
384                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
385                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
386         };
387         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
388         uint8_t port;             /**< Input port. */
389
390         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
391
392         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
393         MARKER rx_descriptor_fields1;
394
395         /*
396          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
397          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
398          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
399          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
400          * vlan is stripped from the data.
401          */
402         RTE_STD_C11
403         union {
404                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
405                 struct {
406                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
407                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
408                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
409                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
410                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
411                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
412                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
413                 };
414         };
415
416         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
417         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
418         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
419         uint16_t vlan_tci;
420
421         union {
422                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
423                 struct {
424                         RTE_STD_C11
425                         union {
426                                 struct {
427                                         uint16_t hash;
428                                         uint16_t id;
429                                 };
430                                 uint32_t lo;
431                                 /**< Second 4 flexible bytes */
432                         };
433                         uint32_t hi;
434                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
435                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
436                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
437                 struct {
438                         uint32_t lo;
439                         uint32_t hi;
440                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
441                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
442         } hash;                   /**< hash information */
443
444         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
445
446         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
447         uint16_t vlan_tci_outer;
448
449         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
450         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
451
452         RTE_STD_C11
453         union {
454                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
455                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
456         };
457
458         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
459         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
460
461         /* fields to support TX offloads */
462         RTE_STD_C11
463         union {
464                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
465                 __extension__
466                 struct {
467                         uint64_t l2_len:7;
468                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
469                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
470                          */
471                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
472                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
473                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
474
475                         /* fields for TX offloading of tunnels */
476                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
477                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
478
479                         /* uint64_t unused:8; */
480                 };
481         };
482
483         /** Size of the application private data. In case of an indirect
484          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
485         uint16_t priv_size;
486
487         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
488         uint16_t timesync;
489 } __rte_cache_aligned;
490
491 /**
492  * Prefetch the first part of the mbuf
493  *
494  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
495  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
496  * 64B, the second part will also be prefetched.
497  *
498  * @param m
499  *   The pointer to the mbuf.
500  */
501 static inline void
502 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
503 {
504         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
505 }
506
507 /**
508  * Prefetch the second part of the mbuf
509  *
510  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
511  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
512  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
513  * already in cache.
514  *
515  * @param m
516  *   The pointer to the mbuf.
517  */
518 static inline void
519 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
520 {
521 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
522         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
523 #else
524         RTE_SET_USED(m);
525 #endif
526 }
527
528
529 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
530
531 /**
532  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
533  *
534  * @param mb
535  *   The pointer to the mbuf.
536  * @return
537  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
538  */
539 static inline phys_addr_t
540 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
541 {
542         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
543 }
544
545 /**
546  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
547  *
548  * This function is used by drivers in their receive function, as it
549  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
550  * the default headroom in account.
551  *
552  * @param mb
553  *   The pointer to the mbuf.
554  * @return
555  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
556  */
557 static inline phys_addr_t
558 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
559 {
560         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
561 }
562
563 /**
564  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
565  *
566  * @param mi
567  *   The pointer to the indirect mbuf.
568  * @return
569  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
570  */
571 static inline struct rte_mbuf *
572 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
573 {
574         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
575 }
576
577 /**
578  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
579  *
580  * @param md
581  *   The pointer to the mbuf.
582  * @return
583  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
584  */
585 static inline char *
586 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
587 {
588         char *buffer_addr;
589         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
590         return buffer_addr;
591 }
592
593 /**
594  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
595  */
596 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
597
598 /**
599  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
600  */
601 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
602
603 /**
604  * Private data in case of pktmbuf pool.
605  *
606  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
607  * appended after the mempool structure (in private data).
608  */
609 struct rte_pktmbuf_pool_private {
610         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
611         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
612 };
613
614 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
615
616 /**  check mbuf type in debug mode */
617 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
618
619 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
620
621 /**  check mbuf type in debug mode */
622 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
623
624 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
625
626 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
627
628 /**
629  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
630  * @param m
631  *   Mbuf to read
632  * @return
633  *   Reference count number.
634  */
635 static inline uint16_t
636 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
637 {
638         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
639 }
640
641 /**
642  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
643  * @param m
644  *   Mbuf to update
645  * @param new_value
646  *   Value set
647  */
648 static inline void
649 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
650 {
651         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
652 }
653
654 /**
655  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
656  * @param m
657  *   Mbuf to update
658  * @param value
659  *   Value to add/subtract
660  * @return
661  *   Updated value
662  */
663 static inline uint16_t
664 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
665 {
666         /*
667          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
668          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
669          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
670          * operation has to be used because concurrent accesses on the
671          * reference counter can occur.
672          */
673         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
674                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
675                 return 1 + value;
676         }
677
678         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
679 }
680
681 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
682
683 /**
684  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
685  */
686 static inline uint16_t
687 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
688 {
689         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
690         return m->refcnt;
691 }
692
693 /**
694  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
695  */
696 static inline uint16_t
697 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
698 {
699         return m->refcnt;
700 }
701
702 /**
703  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
704  */
705 static inline void
706 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
707 {
708         m->refcnt = new_value;
709 }
710
711 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
712
713 /** Mbuf prefetch */
714 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
715         if ((m) != NULL)                        \
716                 rte_prefetch0(m);               \
717 } while (0)
718
719
720 /**
721  * Sanity checks on an mbuf.
722  *
723  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
724  * panic if corruption is detected.
725  *
726  * @param m
727  *   The mbuf to be checked.
728  * @param is_header
729  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
730  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
731  */
732 void
733 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
734
735 /**
736  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
737  *
738  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
739  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
740  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
741  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
742  *
743  * @param mp
744  *   The mempool from which mbuf is allocated.
745  * @return
746  *   - The pointer to the new mbuf on success.
747  *   - NULL if allocation failed.
748  */
749 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
750 {
751         struct rte_mbuf *m;
752         void *mb = NULL;
753
754         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
755                 return NULL;
756         m = (struct rte_mbuf *)mb;
757         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
758         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
759         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
760
761         return m;
762 }
763
764 /**
765  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
766  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
767  * Please use rte_pktmbuf_free().
768  *
769  * @param m
770  *   The mbuf to be freed.
771  */
772 static inline void __attribute__((always_inline))
773 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
774 {
775         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
776         rte_mempool_put(m->pool, m);
777 }
778
779 /* Operations on ctrl mbuf */
780
781 /**
782  * The control mbuf constructor.
783  *
784  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
785  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
786  * start address, and so on). This function is given as a callback function
787  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
788  *
789  * @param mp
790  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
791  * @param opaque_arg
792  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
793  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
794  *   parameter of rte_mempool_create().
795  * @param m
796  *   The mbuf to initialize.
797  * @param i
798  *   The index of the mbuf in the pool table.
799  */
800 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
801                 void *m, unsigned i);
802
803 /**
804  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
805  *
806  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
807  * buffer, and with a length of zero.
808  *
809  * @param mp
810  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
811  * @return
812  *   - The pointer to the new mbuf on success.
813  *   - NULL if allocation failed.
814  */
815 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
816
817 /**
818  * Free a control mbuf back into its original mempool.
819  *
820  * @param m
821  *   The control mbuf to be freed.
822  */
823 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
824
825 /**
826  * A macro that returns the pointer to the carried data.
827  *
828  * The value that can be read or assigned.
829  *
830  * @param m
831  *   The control mbuf.
832  */
833 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
834
835 /**
836  * A macro that returns the length of the carried data.
837  *
838  * The value that can be read or assigned.
839  *
840  * @param m
841  *   The control mbuf.
842  */
843 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
844
845 /**
846  * Tests if an mbuf is a control mbuf
847  *
848  * @param m
849  *   The mbuf to be tested
850  * @return
851  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
852  *   - False(0) otherwise
853  */
854 static inline int
855 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
856 {
857         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
858 }
859
860 /* Operations on pkt mbuf */
861
862 /**
863  * The packet mbuf constructor.
864  *
865  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
866  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
867  * address, and so on). This function is given as a callback function to
868  * rte_mempool_create() at pool creation time.
869  *
870  * @param mp
871  *   The mempool from which mbufs originate.
872  * @param opaque_arg
873  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
874  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
875  *   parameter of rte_mempool_create().
876  * @param m
877  *   The mbuf to initialize.
878  * @param i
879  *   The index of the mbuf in the pool table.
880  */
881 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
882                       void *m, unsigned i);
883
884
885 /**
886  * A  packet mbuf pool constructor.
887  *
888  * This function initializes the mempool private data in the case of a
889  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
890  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
891  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
892  * provide another packet size.
893  *
894  * @param mp
895  *   The mempool from which mbufs originate.
896  * @param opaque_arg
897  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
898  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
899  *   parameter of rte_mempool_create().
900  */
901 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
902
903 /**
904  * Create a mbuf pool.
905  *
906  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
907  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
908  * and mempool constructor.
909  *
910  * @param name
911  *   The name of the mbuf pool.
912  * @param n
913  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
914  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
915  *   n = (2^q - 1).
916  * @param cache_size
917  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
918  *   details.
919  * @param priv_size
920  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
921  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
922  * @param data_room_size
923  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
924  * @param socket_id
925  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
926  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
927  *   reserved zone.
928  * @return
929  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
930  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
931  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
932  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
933  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
934  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
935  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
936  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
937  */
938 struct rte_mempool *
939 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
940         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
941         int socket_id);
942
943 /**
944  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
945  *
946  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
947  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
948  *
949  * @param mp
950  *   The packet mbuf pool.
951  * @return
952  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
953  */
954 static inline uint16_t
955 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
956 {
957         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
958
959         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
960         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
961 }
962
963 /**
964  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
965  *
966  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
967  * structure and the data buffer where an application can store data
968  * associated to a packet.
969  *
970  * @param mp
971  *   The packet mbuf pool.
972  * @return
973  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
974  */
975 static inline uint16_t
976 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
977 {
978         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
979
980         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
981         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
982 }
983
984 /**
985  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
986  *
987  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
988  *
989  * @param m
990  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
991  */
992 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
993 {
994         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
995 }
996
997 /**
998  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
999  *
1000  * The given mbuf must have only one segment.
1001  *
1002  * @param m
1003  *   The packet mbuf to be resetted.
1004  */
1005 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1006 {
1007         m->next = NULL;
1008         m->pkt_len = 0;
1009         m->tx_offload = 0;
1010         m->vlan_tci = 0;
1011         m->vlan_tci_outer = 0;
1012         m->nb_segs = 1;
1013         m->port = 0xff;
1014
1015         m->ol_flags = 0;
1016         m->packet_type = 0;
1017         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1018
1019         m->data_len = 0;
1020         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1021 }
1022
1023 /**
1024  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1025  *
1026  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1027  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1028  * (if buffer size allows).
1029  *
1030  * @param mp
1031  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1032  * @return
1033  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1034  *   - NULL if allocation failed.
1035  */
1036 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1037 {
1038         struct rte_mbuf *m;
1039         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1040                 rte_pktmbuf_reset(m);
1041         return m;
1042 }
1043
1044 /**
1045  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1046  * values.
1047  *
1048  *  @param pool
1049  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1050  *  @param mbufs
1051  *    Array of pointers to mbufs
1052  *  @param count
1053  *    Array size
1054  *  @return
1055  *   - 0: Success
1056  */
1057 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1058          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1059 {
1060         unsigned idx = 0;
1061         int rc;
1062
1063         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1064         if (unlikely(rc))
1065                 return rc;
1066
1067         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1068          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1069          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1070          * check if count is zero.
1071          */
1072         switch (count % 4) {
1073         case 0:
1074                 while (idx != count) {
1075                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1076                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1077                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1078                         idx++;
1079         case 3:
1080                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1081                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1082                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1083                         idx++;
1084         case 2:
1085                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1086                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1087                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1088                         idx++;
1089         case 1:
1090                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1091                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1092                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1093                         idx++;
1094                 }
1095         }
1096         return 0;
1097 }
1098
1099 /**
1100  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1101  *
1102  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1103  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1104  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1105  *
1106  * Right now, not supported:
1107  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1108  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1109  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1110  *
1111  * @param mi
1112  *   The indirect packet mbuf.
1113  * @param m
1114  *   The packet mbuf we're attaching to.
1115  */
1116 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1117 {
1118         struct rte_mbuf *md;
1119
1120         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1121             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1122
1123         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1124         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1125                 md = m;
1126         else
1127                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1128
1129         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1130         mi->priv_size = m->priv_size;
1131         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1132         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1133         mi->buf_len = m->buf_len;
1134
1135         mi->next = m->next;
1136         mi->data_off = m->data_off;
1137         mi->data_len = m->data_len;
1138         mi->port = m->port;
1139         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1140         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1141         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1142         mi->hash = m->hash;
1143
1144         mi->next = NULL;
1145         mi->pkt_len = mi->data_len;
1146         mi->nb_segs = 1;
1147         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1148         mi->packet_type = m->packet_type;
1149
1150         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1151         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1152 }
1153
1154 /**
1155  * Detach an indirect packet mbuf.
1156  *
1157  *  - restore original mbuf address and length values.
1158  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1159  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1160  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1161  *
1162  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1163  *
1164  * @param m
1165  *   The indirect attached packet mbuf.
1166  */
1167 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1168 {
1169         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1170         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1171         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1172
1173         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1174         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1175         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1176
1177         m->priv_size = priv_size;
1178         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1179         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1180         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1181         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1182         m->data_len = 0;
1183         m->ol_flags = 0;
1184
1185         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1186                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1187 }
1188
1189 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1190 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1191 {
1192         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1193
1194         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1195                 /* if this is an indirect mbuf, it is detached. */
1196                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1197                         rte_pktmbuf_detach(m);
1198                 return m;
1199         }
1200         return NULL;
1201 }
1202
1203 /**
1204  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1205  *
1206  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1207  * buffers.
1208  *
1209  * @param m
1210  *   The packet mbuf segment to be freed.
1211  */
1212 static inline void __attribute__((always_inline))
1213 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1214 {
1215         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1216                 m->next = NULL;
1217                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1218         }
1219 }
1220
1221 /**
1222  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1223  *
1224  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1225  * segment is added back into its original mempool.
1226  *
1227  * @param m
1228  *   The packet mbuf to be freed.
1229  */
1230 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1231 {
1232         struct rte_mbuf *m_next;
1233
1234         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1235
1236         while (m != NULL) {
1237                 m_next = m->next;
1238                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1239                 m = m_next;
1240         }
1241 }
1242
1243 /**
1244  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1245  *
1246  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1247  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1248  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1249  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1250  * from the original packet mbuf.
1251  *
1252  * @param md
1253  *   The packet mbuf to be cloned.
1254  * @param mp
1255  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1256  * @return
1257  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1258  *   - NULL if allocation fails.
1259  */
1260 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1261                 struct rte_mempool *mp)
1262 {
1263         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1264         uint32_t pktlen;
1265         uint8_t nseg;
1266
1267         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1268                 return NULL;
1269
1270         mi = mc;
1271         prev = &mi->next;
1272         pktlen = md->pkt_len;
1273         nseg = 0;
1274
1275         do {
1276                 nseg++;
1277                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1278                 *prev = mi;
1279                 prev = &mi->next;
1280         } while ((md = md->next) != NULL &&
1281             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1282
1283         *prev = NULL;
1284         mc->nb_segs = nseg;
1285         mc->pkt_len = pktlen;
1286
1287         /* Allocation of new indirect segment failed */
1288         if (unlikely (mi == NULL)) {
1289                 rte_pktmbuf_free(mc);
1290                 return NULL;
1291         }
1292
1293         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1294         return mc;
1295 }
1296
1297 /**
1298  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1299  *
1300  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1301  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1302  *
1303  * @param m
1304  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1305  * @param v
1306  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1307  */
1308 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1309 {
1310         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1311
1312         do {
1313                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1314         } while ((m = m->next) != NULL);
1315 }
1316
1317 /**
1318  * Get the headroom in a packet mbuf.
1319  *
1320  * @param m
1321  *   The packet mbuf.
1322  * @return
1323  *   The length of the headroom.
1324  */
1325 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1326 {
1327         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1328         return m->data_off;
1329 }
1330
1331 /**
1332  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1333  *
1334  * @param m
1335  *   The packet mbuf.
1336  * @return
1337  *   The length of the tailroom.
1338  */
1339 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1340 {
1341         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1342         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1343                           m->data_len);
1344 }
1345
1346 /**
1347  * Get the last segment of the packet.
1348  *
1349  * @param m
1350  *   The packet mbuf.
1351  * @return
1352  *   The last segment of the given mbuf.
1353  */
1354 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1355 {
1356         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1357
1358         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1359         while (m2->next != NULL)
1360                 m2 = m2->next;
1361         return m2;
1362 }
1363
1364 /**
1365  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1366  *
1367  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1368  * function, the user must ensure that the first segment is large
1369  * enough to accommodate its data.
1370  *
1371  * @param m
1372  *   The packet mbuf.
1373  * @param o
1374  *   The offset into the mbuf data.
1375  * @param t
1376  *   The type to cast the result into.
1377  */
1378 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1379         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1380
1381 /**
1382  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1383  *
1384  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1385  * function, the user must ensure that the first segment is large
1386  * enough to accommodate its data.
1387  *
1388  * @param m
1389  *   The packet mbuf.
1390  * @param t
1391  *   The type to cast the result into.
1392  */
1393 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1394
1395 /**
1396  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1397  * start of the data in the mbuf
1398  *
1399  * @param m
1400  *   The packet mbuf.
1401  * @param o
1402  *   The offset into the data to calculate address from.
1403  */
1404 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1405         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1406
1407 /**
1408  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1409  * data in the mbuf
1410  *
1411  * @param m
1412  *   The packet mbuf.
1413  */
1414 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1415
1416 /**
1417  * A macro that returns the length of the packet.
1418  *
1419  * The value can be read or assigned.
1420  *
1421  * @param m
1422  *   The packet mbuf.
1423  */
1424 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1425
1426 /**
1427  * A macro that returns the length of the segment.
1428  *
1429  * The value can be read or assigned.
1430  *
1431  * @param m
1432  *   The packet mbuf.
1433  */
1434 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1435
1436 /**
1437  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1438  *
1439  * Returns a pointer to the new
1440  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1441  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1442  *
1443  * @param m
1444  *   The pkt mbuf.
1445  * @param len
1446  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1447  * @return
1448  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1449  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1450  */
1451 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1452                                         uint16_t len)
1453 {
1454         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1455
1456         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1457                 return NULL;
1458
1459         m->data_off -= len;
1460         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1461         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1462
1463         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1464 }
1465
1466 /**
1467  * Append len bytes to an mbuf.
1468  *
1469  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1470  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1471  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1472  *
1473  * @param m
1474  *   The packet mbuf.
1475  * @param len
1476  *   The amount of data to append (in bytes).
1477  * @return
1478  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1479  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1480  */
1481 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1482 {
1483         void *tail;
1484         struct rte_mbuf *m_last;
1485
1486         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1487
1488         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1489         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1490                 return NULL;
1491
1492         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1493         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1494         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1495         return (char*) tail;
1496 }
1497
1498 /**
1499  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1500  *
1501  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1502  * length is greater than the length of the first segment, then the
1503  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1504  *
1505  * @param m
1506  *   The packet mbuf.
1507  * @param len
1508  *   The amount of data to remove (in bytes).
1509  * @return
1510  *   A pointer to the new start of the data.
1511  */
1512 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1513 {
1514         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1515
1516         if (unlikely(len > m->data_len))
1517                 return NULL;
1518
1519         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1520         m->data_off += len;
1521         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1522         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1523 }
1524
1525 /**
1526  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1527  *
1528  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1529  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1530  *
1531  * @param m
1532  *   The packet mbuf.
1533  * @param len
1534  *   The amount of data to remove (in bytes).
1535  * @return
1536  *   - 0: On success.
1537  *   - -1: On error.
1538  */
1539 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1540 {
1541         struct rte_mbuf *m_last;
1542
1543         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1544
1545         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1546         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1547                 return -1;
1548
1549         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1550         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1551         return 0;
1552 }
1553
1554 /**
1555  * Test if mbuf data is contiguous.
1556  *
1557  * @param m
1558  *   The packet mbuf.
1559  * @return
1560  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1561  *   - 0, if there is several segments.
1562  */
1563 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1564 {
1565         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1566         return !!(m->nb_segs == 1);
1567 }
1568
1569 /**
1570  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1571  */
1572 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1573         uint32_t len, void *buf);
1574
1575 /**
1576  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1577  *
1578  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1579  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1580  * pointer.
1581  *
1582  * @param m
1583  *   The pointer to the mbuf.
1584  * @param off
1585  *   The offset of the data in the mbuf.
1586  * @param len
1587  *   The amount of bytes to read.
1588  * @param buf
1589  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1590  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1591  * @return
1592  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1593  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1594  */
1595 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1596         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1597 {
1598         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1599                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1600         else
1601                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1602 }
1603
1604 /**
1605  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1606  *
1607  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1608  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1609  * chain the entries manually.
1610  *
1611  * @param head
1612  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1613  * @param tail
1614  *   The mbuf to put last in the chain
1615  *
1616  * @return
1617  *   - 0, on success.
1618  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1619  */
1620 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1621 {
1622         struct rte_mbuf *cur_tail;
1623
1624         /* Check for number-of-segments-overflow */
1625         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1626                 return -EOVERFLOW;
1627
1628         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1629         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1630         cur_tail->next = tail;
1631
1632         /* accumulate number of segments and total length. */
1633         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1634         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1635
1636         /* pkt_len is only set in the head */
1637         tail->pkt_len = tail->data_len;
1638
1639         return 0;
1640 }
1641
1642 /**
1643  * Dump an mbuf structure to the console.
1644  *
1645  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1646  * segments (in the case of a chained buffer).
1647  *
1648  * @param f
1649  *   A pointer to a file for output
1650  * @param m
1651  *   The packet mbuf.
1652  * @param dump_len
1653  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1654  *   the packet.
1655  */
1656 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1657
1658 #ifdef __cplusplus
1659 }
1660 #endif
1661
1662 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */