mbuf: fix 64-bit address alignment in 32-bit builds
[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  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
48  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
49  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
50  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
51  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
52  * details.
53  *
54  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
55  * used to carry network packets.
56  *
57  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
58  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
59  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
60  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
61  */
62
63 #include <stdint.h>
64 #include <rte_common.h>
65 #include <rte_mempool.h>
66 #include <rte_memory.h>
67 #include <rte_atomic.h>
68 #include <rte_prefetch.h>
69 #include <rte_branch_prediction.h>
70 #include <rte_mbuf_ptype.h>
71
72 #ifdef __cplusplus
73 extern "C" {
74 #endif
75
76 /*
77  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
78  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
79  *
80  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
81  *   flags.
82  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
83  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
84  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
85  *   downwards, not upwards.
86  *
87  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
88  * rte_get_tx_ol_flag_name().
89  */
90
91 /**
92  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
93  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
94  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
95  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
96  */
97 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
98
99 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
100 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
101
102 /**
103  * Deprecated.
104  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
105  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
106  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
107  * wrong by the hardware.
108  */
109 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
110
111 /**
112  * Deprecated.
113  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
114  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
115  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
116  * wrong by the hardware.
117  */
118 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
119
120 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
121
122 /**
123  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
124  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
125  * in the RX configuration of the PMD.
126  */
127 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
128
129 /**
130  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
131  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
132  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
133  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
134  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
135  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
136  */
137 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
138
139 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
140 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
141 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
142 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
143
144 /**
145  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
146  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
147  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
148  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
149  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
150  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
151  */
152 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
153
154 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
155 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
156 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
157 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
158
159 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
160 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
161 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
162 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
163
164 /**
165  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
166  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
167  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
168  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
169  * must also be set.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
172
173 /**
174  * Deprecated.
175  * RX packet with double VLAN stripped.
176  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
179
180 /**
181  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
182  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
183  * valid and is set to the segment size of original packets.
184  */
185 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
186
187 /**
188  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
189  */
190 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
191
192 /* add new RX flags here */
193
194 /* add new TX flags here */
195
196 /**
197  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
198  * this offload feature for a packet to be transmitted.
199  */
200 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
201
202 /**
203  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
204  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
205  * tunnel type into the HW descriptors.
206  */
207 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
208 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
209 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
210 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
211 /* add new TX TUNNEL type here */
212 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
213
214 /**
215  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
216  */
217 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
218
219 /**
220  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
221  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
222  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
223  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
224  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
225  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
226  *    to 0 in the packet
227  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
228  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
229  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
230  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
231  */
232 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
233
234 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
235
236 /**
237  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
238  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
239  * L4 checksum offload, the user needs to:
240  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
241  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
242  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
243  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
244  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
245  *    For SCTP, set the crc field to 0.
246  */
247 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
248 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
249 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
250 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
251 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
252
253 /**
254  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
255  * also be set by the application, although a PMD will only check
256  * PKT_TX_IP_CKSUM.
257  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
258  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
259  */
260 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
261
262 /**
263  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
264  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
265  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
266  * the inner headers.
267  */
268 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
269
270 /**
271  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
272  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
273  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
274  * the inner headers.
275  */
276 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
277
278 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
279
280 /**
281  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
282  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
283  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
284  * packet must be set to 0.
285  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
286  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
287  */
288 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
289
290 /**
291  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
292  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
293  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
294  */
295 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
296
297 /**
298  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
299  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
300  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
301  */
302 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
303
304 /**
305  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
306  * which can be set for packet.
307  */
308 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
309                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
310                 PKT_TX_L4_MASK |         \
311                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
312                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
313                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
314                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
315                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
316                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
317                 PKT_TX_MACSEC)
318
319 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
320
321 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
322
323 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
324 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
325
326 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
327 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
328
329 /**
330  * Get the name of a RX offload flag
331  *
332  * @param mask
333  *   The mask describing the flag.
334  * @return
335  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
336  */
337 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
338
339 /**
340  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
341  *
342  * @param mask
343  *   The mask describing the RX flags.
344  * @param buf
345  *   The output buffer.
346  * @param buflen
347  *   The length of the buffer.
348  * @return
349  *   0 on success, (-1) on error.
350  */
351 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
352
353 /**
354  * Get the name of a TX offload flag
355  *
356  * @param mask
357  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
358  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
359  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
360  * @return
361  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
362  */
363 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
364
365 /**
366  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
367  *
368  * @param mask
369  *   The mask describing the TX flags.
370  * @param buf
371  *   The output buffer.
372  * @param buflen
373  *   The length of the buffer.
374  * @return
375  *   0 on success, (-1) on error.
376  */
377 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
378
379 /**
380  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
381  * splitting it into multiple segments.
382  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
383  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
384  */
385 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
386 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
387         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
388
389 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
390  * mbuf */
391 __extension__
392 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
393 __extension__
394 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
395 __extension__
396 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
397                                * with a single assignment */
398
399 /**
400  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
401  */
402 struct rte_mbuf {
403         MARKER cacheline0;
404
405         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
406         /**
407          * Physical address of segment buffer.
408          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
409          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
410          * working on vector drivers easier.
411          */
412         phys_addr_t buf_physaddr __rte_aligned(sizeof(phys_addr_t));
413
414         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
415         MARKER64 rearm_data;
416         uint16_t data_off;
417
418         /**
419          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
420          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
421          * It should only be accessed using the following functions:
422          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
423          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
424          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
425          * config option.
426          */
427         RTE_STD_C11
428         union {
429                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
430                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
431         };
432         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
433
434         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
435         uint16_t port;
436
437         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
438
439         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
440         MARKER rx_descriptor_fields1;
441
442         /*
443          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
444          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
445          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
446          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
447          * vlan is stripped from the data.
448          */
449         RTE_STD_C11
450         union {
451                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
452                 struct {
453                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
454                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
455                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
456                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
457                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
458                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
459                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
460                 };
461         };
462
463         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
464         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
465         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
466         uint16_t vlan_tci;
467
468         union {
469                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
470                 struct {
471                         RTE_STD_C11
472                         union {
473                                 struct {
474                                         uint16_t hash;
475                                         uint16_t id;
476                                 };
477                                 uint32_t lo;
478                                 /**< Second 4 flexible bytes */
479                         };
480                         uint32_t hi;
481                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
482                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
483                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
484                 struct {
485                         uint32_t lo;
486                         uint32_t hi;
487                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
488                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
489         } hash;                   /**< hash information */
490
491         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
492         uint16_t vlan_tci_outer;
493
494         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
495
496         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
497          * are not normalized but are always the same for a given port.
498          */
499         uint64_t timestamp;
500
501         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
502         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
503
504         RTE_STD_C11
505         union {
506                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
507                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
508         };
509
510         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
511         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
512
513         /* fields to support TX offloads */
514         RTE_STD_C11
515         union {
516                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
517                 __extension__
518                 struct {
519                         uint64_t l2_len:7;
520                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
521                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
522                          */
523                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
524                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
525                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
526
527                         /* fields for TX offloading of tunnels */
528                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
529                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
530
531                         /* uint64_t unused:8; */
532                 };
533         };
534
535         /** Size of the application private data. In case of an indirect
536          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
537         uint16_t priv_size;
538
539         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
540         uint16_t timesync;
541
542         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
543         uint32_t seqn;
544
545 } __rte_cache_aligned;
546
547 /**
548  * Prefetch the first part of the mbuf
549  *
550  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
551  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
552  * 64B, the second part will also be prefetched.
553  *
554  * @param m
555  *   The pointer to the mbuf.
556  */
557 static inline void
558 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
559 {
560         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
561 }
562
563 /**
564  * Prefetch the second part of the mbuf
565  *
566  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
567  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
568  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
569  * already in cache.
570  *
571  * @param m
572  *   The pointer to the mbuf.
573  */
574 static inline void
575 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
576 {
577 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
578         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
579 #else
580         RTE_SET_USED(m);
581 #endif
582 }
583
584
585 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
586
587 /**
588  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
589  *
590  * @param mb
591  *   The pointer to the mbuf.
592  * @return
593  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
594  */
595 static inline phys_addr_t
596 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
597 {
598         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
599 }
600
601 /**
602  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
603  *
604  * This function is used by drivers in their receive function, as it
605  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
606  * the default headroom in account.
607  *
608  * @param mb
609  *   The pointer to the mbuf.
610  * @return
611  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
612  */
613 static inline phys_addr_t
614 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
615 {
616         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
617 }
618
619 /**
620  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
621  *
622  * @param mi
623  *   The pointer to the indirect mbuf.
624  * @return
625  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
626  */
627 static inline struct rte_mbuf *
628 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
629 {
630         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
631 }
632
633 /**
634  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
635  *
636  * @param md
637  *   The pointer to the mbuf.
638  * @return
639  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
640  */
641 static inline char *
642 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
643 {
644         char *buffer_addr;
645         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
646         return buffer_addr;
647 }
648
649 /**
650  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
651  */
652 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
653
654 /**
655  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
656  */
657 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
658
659 /**
660  * Private data in case of pktmbuf pool.
661  *
662  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
663  * appended after the mempool structure (in private data).
664  */
665 struct rte_pktmbuf_pool_private {
666         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
667         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
668 };
669
670 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
671
672 /**  check mbuf type in debug mode */
673 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
674
675 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
676
677 /**  check mbuf type in debug mode */
678 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
679
680 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
681
682 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
683
684 /**
685  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
686  * @param m
687  *   Mbuf to read
688  * @return
689  *   Reference count number.
690  */
691 static inline uint16_t
692 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
693 {
694         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
695 }
696
697 /**
698  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
699  * @param m
700  *   Mbuf to update
701  * @param new_value
702  *   Value set
703  */
704 static inline void
705 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
706 {
707         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
708 }
709
710 /**
711  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
712  * @param m
713  *   Mbuf to update
714  * @param value
715  *   Value to add/subtract
716  * @return
717  *   Updated value
718  */
719 static inline uint16_t
720 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
721 {
722         /*
723          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
724          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
725          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
726          * operation has to be used because concurrent accesses on the
727          * reference counter can occur.
728          */
729         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
730                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
731                 return 1 + value;
732         }
733
734         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
735 }
736
737 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
738
739 /**
740  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
741  */
742 static inline uint16_t
743 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
744 {
745         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
746         return m->refcnt;
747 }
748
749 /**
750  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
751  */
752 static inline uint16_t
753 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
754 {
755         return m->refcnt;
756 }
757
758 /**
759  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
760  */
761 static inline void
762 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
763 {
764         m->refcnt = new_value;
765 }
766
767 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
768
769 /** Mbuf prefetch */
770 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
771         if ((m) != NULL)                        \
772                 rte_prefetch0(m);               \
773 } while (0)
774
775
776 /**
777  * Sanity checks on an mbuf.
778  *
779  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
780  * panic if corruption is detected.
781  *
782  * @param m
783  *   The mbuf to be checked.
784  * @param is_header
785  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
786  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
787  */
788 void
789 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
790
791 /**
792  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
793  *
794  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
795  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
796  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
797  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
798  *
799  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
800  * are initialized: buf_addr, buf_physaddr, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
801  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
802  * by the caller.
803  *
804  * @param mp
805  *   The mempool from which mbuf is allocated.
806  * @return
807  *   - The pointer to the new mbuf on success.
808  *   - NULL if allocation failed.
809  */
810 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
811 {
812         struct rte_mbuf *m;
813         void *mb = NULL;
814
815         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
816                 return NULL;
817         m = (struct rte_mbuf *)mb;
818         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
819         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
820         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
821         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
822
823         return m;
824 }
825
826 /**
827  * Put mbuf back into its original mempool.
828  *
829  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
830  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
831  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
832  *
833  * This function should be used with care, when optimization is
834  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
835  * rte_pktmbuf_free_seg().
836  *
837  * @param m
838  *   The mbuf to be freed.
839  */
840 static inline void __attribute__((always_inline))
841 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
842 {
843         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
844         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
845         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
846         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
847         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
848         rte_mempool_put(m->pool, m);
849 }
850
851 /* compat with older versions */
852 __rte_deprecated
853 static inline void
854 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
855 {
856         rte_mbuf_raw_free(m);
857 }
858
859 /* Operations on ctrl mbuf */
860
861 /**
862  * The control mbuf constructor.
863  *
864  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
865  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
866  * start address, and so on). This function is given as a callback function
867  * to rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
868  *
869  * @param mp
870  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
871  * @param opaque_arg
872  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
873  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
874  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
875  * @param m
876  *   The mbuf to initialize.
877  * @param i
878  *   The index of the mbuf in the pool table.
879  */
880 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
881                 void *m, unsigned i);
882
883 /**
884  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
885  *
886  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
887  * buffer, and with a length of zero.
888  *
889  * @param mp
890  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
891  * @return
892  *   - The pointer to the new mbuf on success.
893  *   - NULL if allocation failed.
894  */
895 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
896
897 /**
898  * Free a control mbuf back into its original mempool.
899  *
900  * @param m
901  *   The control mbuf to be freed.
902  */
903 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
904
905 /**
906  * A macro that returns the pointer to the carried data.
907  *
908  * The value that can be read or assigned.
909  *
910  * @param m
911  *   The control mbuf.
912  */
913 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
914
915 /**
916  * A macro that returns the length of the carried data.
917  *
918  * The value that can be read or assigned.
919  *
920  * @param m
921  *   The control mbuf.
922  */
923 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
924
925 /**
926  * Tests if an mbuf is a control mbuf
927  *
928  * @param m
929  *   The mbuf to be tested
930  * @return
931  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
932  *   - False(0) otherwise
933  */
934 static inline int
935 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
936 {
937         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
938 }
939
940 /* Operations on pkt mbuf */
941
942 /**
943  * The packet mbuf constructor.
944  *
945  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
946  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
947  * address, and so on). This function is given as a callback function to
948  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
949  *
950  * @param mp
951  *   The mempool from which mbufs originate.
952  * @param opaque_arg
953  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
954  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
955  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
956  * @param m
957  *   The mbuf to initialize.
958  * @param i
959  *   The index of the mbuf in the pool table.
960  */
961 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
962                       void *m, unsigned i);
963
964
965 /**
966  * A  packet mbuf pool constructor.
967  *
968  * This function initializes the mempool private data in the case of a
969  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
970  * function must be called on the mempool before it is used, or it
971  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
972  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
973  * provide another packet size.
974  *
975  * @param mp
976  *   The mempool from which mbufs originate.
977  * @param opaque_arg
978  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
979  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
980  *   rte_mempool_create().
981  */
982 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
983
984 /**
985  * Create a mbuf pool.
986  *
987  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
988  * a wrapper to rte_mempool functions.
989  *
990  * @param name
991  *   The name of the mbuf pool.
992  * @param n
993  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
994  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
995  *   n = (2^q - 1).
996  * @param cache_size
997  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
998  *   details.
999  * @param priv_size
1000  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1001  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1002  * @param data_room_size
1003  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1004  * @param socket_id
1005  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1006  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1007  *   reserved zone.
1008  * @return
1009  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1010  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1011  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1012  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1013  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1014  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1015  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1016  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1017  */
1018 struct rte_mempool *
1019 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1020         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1021         int socket_id);
1022
1023 /**
1024  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1025  *
1026  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1027  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1028  *
1029  * @param mp
1030  *   The packet mbuf pool.
1031  * @return
1032  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1033  */
1034 static inline uint16_t
1035 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1036 {
1037         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1038
1039         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1040         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1041 }
1042
1043 /**
1044  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1045  *
1046  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1047  * structure and the data buffer where an application can store data
1048  * associated to a packet.
1049  *
1050  * @param mp
1051  *   The packet mbuf pool.
1052  * @return
1053  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1054  */
1055 static inline uint16_t
1056 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1057 {
1058         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1059
1060         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1061         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1066  *
1067  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1068  *
1069  * @param m
1070  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1071  */
1072 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1073 {
1074         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1075 }
1076
1077 /**
1078  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1079  *
1080  * The given mbuf must have only one segment.
1081  *
1082  * @param m
1083  *   The packet mbuf to be resetted.
1084  */
1085 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1086 {
1087         m->next = NULL;
1088         m->pkt_len = 0;
1089         m->tx_offload = 0;
1090         m->vlan_tci = 0;
1091         m->vlan_tci_outer = 0;
1092         m->nb_segs = 1;
1093         m->port = 0xff;
1094
1095         m->ol_flags = 0;
1096         m->packet_type = 0;
1097         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1098
1099         m->data_len = 0;
1100         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1101 }
1102
1103 /**
1104  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1105  *
1106  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1107  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1108  * (if buffer size allows).
1109  *
1110  * @param mp
1111  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1112  * @return
1113  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1114  *   - NULL if allocation failed.
1115  */
1116 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1117 {
1118         struct rte_mbuf *m;
1119         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1120                 rte_pktmbuf_reset(m);
1121         return m;
1122 }
1123
1124 /**
1125  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1126  * values.
1127  *
1128  *  @param pool
1129  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1130  *  @param mbufs
1131  *    Array of pointers to mbufs
1132  *  @param count
1133  *    Array size
1134  *  @return
1135  *   - 0: Success
1136  */
1137 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1138          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1139 {
1140         unsigned idx = 0;
1141         int rc;
1142
1143         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1144         if (unlikely(rc))
1145                 return rc;
1146
1147         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1148          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1149          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1150          * check if count is zero.
1151          */
1152         switch (count % 4) {
1153         case 0:
1154                 while (idx != count) {
1155                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1156                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1157                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1158                         idx++;
1159         case 3:
1160                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1161                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1162                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1163                         idx++;
1164         case 2:
1165                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1166                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1167                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1168                         idx++;
1169         case 1:
1170                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1171                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1172                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1173                         idx++;
1174                 }
1175         }
1176         return 0;
1177 }
1178
1179 /**
1180  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1181  *
1182  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1183  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1184  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1185  *
1186  * Right now, not supported:
1187  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1188  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1189  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1190  *
1191  * @param mi
1192  *   The indirect packet mbuf.
1193  * @param m
1194  *   The packet mbuf we're attaching to.
1195  */
1196 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1197 {
1198         struct rte_mbuf *md;
1199
1200         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1201             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1202
1203         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1204         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1205                 md = m;
1206         else
1207                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1208
1209         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1210         mi->priv_size = m->priv_size;
1211         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1212         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1213         mi->buf_len = m->buf_len;
1214
1215         mi->data_off = m->data_off;
1216         mi->data_len = m->data_len;
1217         mi->port = m->port;
1218         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1219         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1220         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1221         mi->hash = m->hash;
1222
1223         mi->next = NULL;
1224         mi->pkt_len = mi->data_len;
1225         mi->nb_segs = 1;
1226         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1227         mi->packet_type = m->packet_type;
1228         mi->timestamp = m->timestamp;
1229
1230         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1231         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1232 }
1233
1234 /**
1235  * Detach an indirect packet mbuf.
1236  *
1237  *  - restore original mbuf address and length values.
1238  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1239  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1240  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1241  *
1242  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1243  *
1244  * @param m
1245  *   The indirect attached packet mbuf.
1246  */
1247 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1248 {
1249         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1250         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1251         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1252
1253         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1254         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1255         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1256
1257         m->priv_size = priv_size;
1258         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1259         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1260         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1261         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1262         m->data_len = 0;
1263         m->ol_flags = 0;
1264
1265         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1266                 md->next = NULL;
1267                 md->nb_segs = 1;
1268                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1269                 rte_mbuf_raw_free(md);
1270         }
1271 }
1272
1273 /**
1274  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1275  *
1276  * This function does the same than a free, except that it does not
1277  * return the segment to its pool.
1278  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1279  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1280  *
1281  * @param m
1282  *   The mbuf to be unlinked
1283  * @return
1284  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1285  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1286  */
1287 __attribute__((always_inline))
1288 static inline struct rte_mbuf *
1289 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1290 {
1291         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1292
1293         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1294
1295                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1296                         rte_pktmbuf_detach(m);
1297
1298                 if (m->next != NULL) {
1299                         m->next = NULL;
1300                         m->nb_segs = 1;
1301                 }
1302
1303                 return m;
1304
1305        } else if (rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, -1) == 0) {
1306
1307
1308                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1309                         rte_pktmbuf_detach(m);
1310
1311                 if (m->next != NULL) {
1312                         m->next = NULL;
1313                         m->nb_segs = 1;
1314                 }
1315                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1316
1317                 return m;
1318         }
1319         return NULL;
1320 }
1321
1322 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1323 __rte_deprecated
1324 static inline struct rte_mbuf *
1325 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1326 {
1327         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1328 }
1329
1330 /**
1331  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1332  *
1333  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1334  * buffers.
1335  *
1336  * @param m
1337  *   The packet mbuf segment to be freed.
1338  */
1339 static inline void __attribute__((always_inline))
1340 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1341 {
1342         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1343         if (likely(m != NULL))
1344                 rte_mbuf_raw_free(m);
1345 }
1346
1347 /**
1348  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1349  *
1350  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1351  * segment is added back into its original mempool.
1352  *
1353  * @param m
1354  *   The packet mbuf to be freed.
1355  */
1356 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1357 {
1358         struct rte_mbuf *m_next;
1359
1360         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1361
1362         while (m != NULL) {
1363                 m_next = m->next;
1364                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1365                 m = m_next;
1366         }
1367 }
1368
1369 /**
1370  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1371  *
1372  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1373  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1374  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1375  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1376  * from the original packet mbuf.
1377  *
1378  * @param md
1379  *   The packet mbuf to be cloned.
1380  * @param mp
1381  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1382  * @return
1383  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1384  *   - NULL if allocation fails.
1385  */
1386 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1387                 struct rte_mempool *mp)
1388 {
1389         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1390         uint32_t pktlen;
1391         uint8_t nseg;
1392
1393         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1394                 return NULL;
1395
1396         mi = mc;
1397         prev = &mi->next;
1398         pktlen = md->pkt_len;
1399         nseg = 0;
1400
1401         do {
1402                 nseg++;
1403                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1404                 *prev = mi;
1405                 prev = &mi->next;
1406         } while ((md = md->next) != NULL &&
1407             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1408
1409         *prev = NULL;
1410         mc->nb_segs = nseg;
1411         mc->pkt_len = pktlen;
1412
1413         /* Allocation of new indirect segment failed */
1414         if (unlikely (mi == NULL)) {
1415                 rte_pktmbuf_free(mc);
1416                 return NULL;
1417         }
1418
1419         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1420         return mc;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1425  *
1426  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1427  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1428  *
1429  * @param m
1430  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1431  * @param v
1432  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1433  */
1434 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1435 {
1436         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1437
1438         do {
1439                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1440         } while ((m = m->next) != NULL);
1441 }
1442
1443 /**
1444  * Get the headroom in a packet mbuf.
1445  *
1446  * @param m
1447  *   The packet mbuf.
1448  * @return
1449  *   The length of the headroom.
1450  */
1451 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1452 {
1453         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1454         return m->data_off;
1455 }
1456
1457 /**
1458  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1459  *
1460  * @param m
1461  *   The packet mbuf.
1462  * @return
1463  *   The length of the tailroom.
1464  */
1465 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1466 {
1467         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1468         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1469                           m->data_len);
1470 }
1471
1472 /**
1473  * Get the last segment of the packet.
1474  *
1475  * @param m
1476  *   The packet mbuf.
1477  * @return
1478  *   The last segment of the given mbuf.
1479  */
1480 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1481 {
1482         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1483
1484         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1485         while (m2->next != NULL)
1486                 m2 = m2->next;
1487         return m2;
1488 }
1489
1490 /**
1491  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1492  *
1493  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1494  * function, the user must ensure that the first segment is large
1495  * enough to accommodate its data.
1496  *
1497  * @param m
1498  *   The packet mbuf.
1499  * @param o
1500  *   The offset into the mbuf data.
1501  * @param t
1502  *   The type to cast the result into.
1503  */
1504 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1505         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1506
1507 /**
1508  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1509  *
1510  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1511  * function, the user must ensure that the first segment is large
1512  * enough to accommodate its data.
1513  *
1514  * @param m
1515  *   The packet mbuf.
1516  * @param t
1517  *   The type to cast the result into.
1518  */
1519 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1520
1521 /**
1522  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1523  * start of the data in the mbuf
1524  *
1525  * @param m
1526  *   The packet mbuf.
1527  * @param o
1528  *   The offset into the data to calculate address from.
1529  */
1530 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1531         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1532
1533 /**
1534  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1535  * data in the mbuf
1536  *
1537  * @param m
1538  *   The packet mbuf.
1539  */
1540 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1541
1542 /**
1543  * A macro that returns the length of the packet.
1544  *
1545  * The value can be read or assigned.
1546  *
1547  * @param m
1548  *   The packet mbuf.
1549  */
1550 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1551
1552 /**
1553  * A macro that returns the length of the segment.
1554  *
1555  * The value can be read or assigned.
1556  *
1557  * @param m
1558  *   The packet mbuf.
1559  */
1560 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1561
1562 /**
1563  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1564  *
1565  * Returns a pointer to the new
1566  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1567  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1568  *
1569  * @param m
1570  *   The pkt mbuf.
1571  * @param len
1572  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1573  * @return
1574  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1575  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1576  */
1577 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1578                                         uint16_t len)
1579 {
1580         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1581
1582         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1583                 return NULL;
1584
1585         m->data_off -= len;
1586         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1587         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1588
1589         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1590 }
1591
1592 /**
1593  * Append len bytes to an mbuf.
1594  *
1595  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1596  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1597  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1598  *
1599  * @param m
1600  *   The packet mbuf.
1601  * @param len
1602  *   The amount of data to append (in bytes).
1603  * @return
1604  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1605  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1606  */
1607 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1608 {
1609         void *tail;
1610         struct rte_mbuf *m_last;
1611
1612         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1613
1614         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1615         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1616                 return NULL;
1617
1618         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1619         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1620         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1621         return (char*) tail;
1622 }
1623
1624 /**
1625  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1626  *
1627  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1628  * length is greater than the length of the first segment, then the
1629  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1630  *
1631  * @param m
1632  *   The packet mbuf.
1633  * @param len
1634  *   The amount of data to remove (in bytes).
1635  * @return
1636  *   A pointer to the new start of the data.
1637  */
1638 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1639 {
1640         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1641
1642         if (unlikely(len > m->data_len))
1643                 return NULL;
1644
1645         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1646         m->data_off += len;
1647         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1648         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1649 }
1650
1651 /**
1652  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1653  *
1654  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1655  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1656  *
1657  * @param m
1658  *   The packet mbuf.
1659  * @param len
1660  *   The amount of data to remove (in bytes).
1661  * @return
1662  *   - 0: On success.
1663  *   - -1: On error.
1664  */
1665 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1666 {
1667         struct rte_mbuf *m_last;
1668
1669         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1670
1671         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1672         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1673                 return -1;
1674
1675         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1676         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1677         return 0;
1678 }
1679
1680 /**
1681  * Test if mbuf data is contiguous.
1682  *
1683  * @param m
1684  *   The packet mbuf.
1685  * @return
1686  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1687  *   - 0, if there is several segments.
1688  */
1689 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1690 {
1691         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1692         return !!(m->nb_segs == 1);
1693 }
1694
1695 /**
1696  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1697  */
1698 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1699         uint32_t len, void *buf);
1700
1701 /**
1702  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1703  *
1704  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1705  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1706  * pointer.
1707  *
1708  * @param m
1709  *   The pointer to the mbuf.
1710  * @param off
1711  *   The offset of the data in the mbuf.
1712  * @param len
1713  *   The amount of bytes to read.
1714  * @param buf
1715  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1716  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1717  * @return
1718  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1719  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1720  */
1721 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1722         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1723 {
1724         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1725                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1726         else
1727                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1728 }
1729
1730 /**
1731  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1732  *
1733  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1734  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1735  * chain the entries manually.
1736  *
1737  * @param head
1738  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1739  * @param tail
1740  *   The mbuf to put last in the chain
1741  *
1742  * @return
1743  *   - 0, on success.
1744  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1745  */
1746 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1747 {
1748         struct rte_mbuf *cur_tail;
1749
1750         /* Check for number-of-segments-overflow */
1751         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1752                 return -EOVERFLOW;
1753
1754         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1755         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1756         cur_tail->next = tail;
1757
1758         /* accumulate number of segments and total length. */
1759         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1760         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1761
1762         /* pkt_len is only set in the head */
1763         tail->pkt_len = tail->data_len;
1764
1765         return 0;
1766 }
1767
1768 /**
1769  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1770  *
1771  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1772  *
1773  * @param m
1774  *   The packet mbuf to be validated.
1775  * @return
1776  *   0 if packet is valid
1777  */
1778 static inline int
1779 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1780 {
1781         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1782         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1783
1784         /* Does packet set any of available offloads? */
1785         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1786                 return 0;
1787
1788         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1789                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1790
1791         /* Headers are fragmented */
1792         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1793                 return -ENOTSUP;
1794
1795         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1796         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1797                 return -EINVAL;
1798
1799         /* IP type not set when required */
1800         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1801                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1802                         return -EINVAL;
1803
1804         /* Check requirements for TSO packet */
1805         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1806                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1807                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1808                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1809                         return -EINVAL;
1810
1811         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1812         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1813                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1814                 return -EINVAL;
1815
1816         return 0;
1817 }
1818
1819 /**
1820  * Linearize data in mbuf.
1821  *
1822  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1823  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1824  *
1825  * @param mbuf
1826  *   mbuf to linearize
1827  * @return
1828  *   - 0, on success
1829  *   - -1, on error
1830  */
1831 static inline int
1832 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1833 {
1834         int seg_len, copy_len;
1835         struct rte_mbuf *m;
1836         struct rte_mbuf *m_next;
1837         char *buffer;
1838
1839         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1840                 return 0;
1841
1842         /* Extend first segment to the total packet length */
1843         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1844
1845         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1846                 return -1;
1847
1848         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1849         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1850
1851         /* Append data from next segments to the first one */
1852         m = mbuf->next;
1853         while (m != NULL) {
1854                 m_next = m->next;
1855
1856                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1857                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1858                 buffer += seg_len;
1859
1860                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1861                 m = m_next;
1862         }
1863
1864         mbuf->next = NULL;
1865         mbuf->nb_segs = 1;
1866
1867         return 0;
1868 }
1869
1870 /**
1871  * Dump an mbuf structure to a file.
1872  *
1873  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1874  * segments (in the case of a chained buffer).
1875  *
1876  * @param f
1877  *   A pointer to a file for output
1878  * @param m
1879  *   The packet mbuf.
1880  * @param dump_len
1881  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1882  *   the packet.
1883  */
1884 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1885
1886 #ifdef __cplusplus
1887 }
1888 #endif
1889
1890 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */