mbuf: add functions to dump offload flags
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *       from this software without specific prior written permission.
21  *
22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * This library provide an API to allocate/free packet mbufs, which are
48  * used to carry network packets.
49  *
50  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
51  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
52  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
53  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
54  */
55
56 #include <stdint.h>
57 #include <rte_common.h>
58 #include <rte_mempool.h>
59 #include <rte_memory.h>
60 #include <rte_atomic.h>
61 #include <rte_prefetch.h>
62 #include <rte_branch_prediction.h>
63 #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 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)  /**< L4 cksum of RX pkt. is not OK. */
95 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)  /**< IP cksum of RX pkt. is not OK. */
96 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
97
98 /**
99  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
100  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
101  * in the RX configuration of the PMD.
102  */
103 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
104
105 /* hole, some bits can be reused here  */
106
107 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
108 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
109 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
110 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
111
112 /**
113  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
114  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
115  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
116  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
117  * must also be set.
118  */
119 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
120
121 /**
122  * Deprecated.
123  * RX packet with double VLAN stripped.
124  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
125  */
126 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
127
128 /* add new RX flags here */
129
130 /* add new TX flags here */
131
132 /**
133  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
134  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
135  * tunnel type into the HW descriptors.
136  */
137 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
138 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
139 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
140 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
141 /* add new TX TUNNEL type here */
142 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
143
144 /**
145  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
146  */
147 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
148
149 /**
150  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
151  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
152  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
153  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
154  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
155  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
156  *    to 0 in the packet
157  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
158  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
159  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
160  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
161  */
162 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
163
164 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
165
166 /**
167  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
168  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
169  * L4 checksum offload, the user needs to:
170  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
171  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
172  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
173  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
174  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
175  *    For SCTP, set the crc field to 0.
176  */
177 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
178 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
179 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
180 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
181 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
182
183 /**
184  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
185  * also be set by the application, although a PMD will only check
186  * PKT_TX_IP_CKSUM.
187  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
188  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
189  */
190 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
191
192 /**
193  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
194  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
195  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
196  * the inner headers.
197  */
198 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
199
200 /**
201  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
202  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
203  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
204  * the inner headers.
205  */
206 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
207
208 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
209
210 /**
211  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
212  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
213  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
214  * packet must be set to 0.
215  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
216  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
217  */
218 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
219
220 /**
221  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
222  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
223  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
224  */
225 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
226
227 /**
228  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
229  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
230  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
231  */
232 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
233
234 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
235
236 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
237
238 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
239 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
240
241 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
242 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
243
244 /**
245  * Get the name of a RX offload flag
246  *
247  * @param mask
248  *   The mask describing the flag.
249  * @return
250  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
251  */
252 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
253
254 /**
255  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
256  *
257  * @param mask
258  *   The mask describing the RX flags.
259  * @param buf
260  *   The output buffer.
261  * @param buflen
262  *   The length of the buffer.
263  * @return
264  *   0 on success, (-1) on error.
265  */
266 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
267
268 /**
269  * Get the name of a TX offload flag
270  *
271  * @param mask
272  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
273  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
274  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
275  * @return
276  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
277  */
278 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
279
280 /**
281  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
282  *
283  * @param mask
284  *   The mask describing the TX flags.
285  * @param buf
286  *   The output buffer.
287  * @param buflen
288  *   The length of the buffer.
289  * @return
290  *   0 on success, (-1) on error.
291  */
292 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
293
294 /**
295  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
296  * splitting it into multiple segments.
297  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
298  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
299  */
300 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
301 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
302         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
303
304 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
305  * mbuf */
306 __extension__
307 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
308 __extension__
309 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
310 __extension__
311 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
312                                * with a single assignment */
313
314 /**
315  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
316  */
317 struct rte_mbuf {
318         MARKER cacheline0;
319
320         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
321         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
322
323         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
324
325         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
326         MARKER8 rearm_data;
327         uint16_t data_off;
328
329         /**
330          * 16-bit Reference counter.
331          * It should only be accessed using the following functions:
332          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
333          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
334          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
335          * config option.
336          */
337         RTE_STD_C11
338         union {
339                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
340                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
341         };
342         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
343         uint8_t port;             /**< Input port. */
344
345         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
346
347         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
348         MARKER rx_descriptor_fields1;
349
350         /*
351          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
352          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
353          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
354          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
355          * vlan is stripped from the data.
356          */
357         RTE_STD_C11
358         union {
359                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
360                 struct {
361                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
362                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
363                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
364                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
365                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
366                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
367                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
368                 };
369         };
370
371         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
372         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
373         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
374         uint16_t vlan_tci;
375
376         union {
377                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
378                 struct {
379                         RTE_STD_C11
380                         union {
381                                 struct {
382                                         uint16_t hash;
383                                         uint16_t id;
384                                 };
385                                 uint32_t lo;
386                                 /**< Second 4 flexible bytes */
387                         };
388                         uint32_t hi;
389                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
390                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
391                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
392                 struct {
393                         uint32_t lo;
394                         uint32_t hi;
395                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
396                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
397         } hash;                   /**< hash information */
398
399         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
400
401         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
402         uint16_t vlan_tci_outer;
403
404         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
405         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
406
407         RTE_STD_C11
408         union {
409                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
410                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
411         };
412
413         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
414         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
415
416         /* fields to support TX offloads */
417         RTE_STD_C11
418         union {
419                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
420                 __extension__
421                 struct {
422                         uint64_t l2_len:7;
423                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
424                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
425                          */
426                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
427                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
428                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
429
430                         /* fields for TX offloading of tunnels */
431                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
432                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
433
434                         /* uint64_t unused:8; */
435                 };
436         };
437
438         /** Size of the application private data. In case of an indirect
439          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
440         uint16_t priv_size;
441
442         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
443         uint16_t timesync;
444 } __rte_cache_aligned;
445
446 /**
447  * Prefetch the first part of the mbuf
448  *
449  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
450  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
451  * 64B, the second part will also be prefetched.
452  *
453  * @param m
454  *   The pointer to the mbuf.
455  */
456 static inline void
457 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
458 {
459         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
460 }
461
462 /**
463  * Prefetch the second part of the mbuf
464  *
465  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
466  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
467  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
468  * already in cache.
469  *
470  * @param m
471  *   The pointer to the mbuf.
472  */
473 static inline void
474 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
475 {
476 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
477         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
478 #else
479         RTE_SET_USED(m);
480 #endif
481 }
482
483
484 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
485
486 /**
487  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
488  *
489  * @param mb
490  *   The pointer to the mbuf.
491  * @return
492  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
493  */
494 static inline phys_addr_t
495 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
496 {
497         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
498 }
499
500 /**
501  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
502  *
503  * This function is used by drivers in their receive function, as it
504  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
505  * the default headroom in account.
506  *
507  * @param mb
508  *   The pointer to the mbuf.
509  * @return
510  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
511  */
512 static inline phys_addr_t
513 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
514 {
515         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
516 }
517
518 /**
519  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
520  *
521  * @param mi
522  *   The pointer to the indirect mbuf.
523  * @return
524  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
525  */
526 static inline struct rte_mbuf *
527 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
528 {
529         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
530 }
531
532 /**
533  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
534  *
535  * @param md
536  *   The pointer to the mbuf.
537  * @return
538  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
539  */
540 static inline char *
541 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
542 {
543         char *buffer_addr;
544         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
545         return buffer_addr;
546 }
547
548 /**
549  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
550  */
551 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
552
553 /**
554  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
555  */
556 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
557
558 /**
559  * Private data in case of pktmbuf pool.
560  *
561  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
562  * appended after the mempool structure (in private data).
563  */
564 struct rte_pktmbuf_pool_private {
565         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
566         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
567 };
568
569 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
570
571 /**  check mbuf type in debug mode */
572 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
573
574 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
575
576 /**  check mbuf type in debug mode */
577 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
578
579 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
580
581 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
582
583 /**
584  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
585  * @param m
586  *   Mbuf to read
587  * @return
588  *   Reference count number.
589  */
590 static inline uint16_t
591 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
592 {
593         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
594 }
595
596 /**
597  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
598  * @param m
599  *   Mbuf to update
600  * @param new_value
601  *   Value set
602  */
603 static inline void
604 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
605 {
606         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
607 }
608
609 /**
610  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
611  * @param m
612  *   Mbuf to update
613  * @param value
614  *   Value to add/subtract
615  * @return
616  *   Updated value
617  */
618 static inline uint16_t
619 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
620 {
621         /*
622          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
623          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
624          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
625          * operation has to be used because concurrent accesses on the
626          * reference counter can occur.
627          */
628         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
629                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
630                 return 1 + value;
631         }
632
633         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
634 }
635
636 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
637
638 /**
639  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
640  */
641 static inline uint16_t
642 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
643 {
644         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
645         return m->refcnt;
646 }
647
648 /**
649  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
650  */
651 static inline uint16_t
652 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
653 {
654         return m->refcnt;
655 }
656
657 /**
658  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
659  */
660 static inline void
661 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
662 {
663         m->refcnt = new_value;
664 }
665
666 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
667
668 /** Mbuf prefetch */
669 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
670         if ((m) != NULL)                        \
671                 rte_prefetch0(m);               \
672 } while (0)
673
674
675 /**
676  * Sanity checks on an mbuf.
677  *
678  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
679  * panic if corruption is detected.
680  *
681  * @param m
682  *   The mbuf to be checked.
683  * @param is_header
684  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
685  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
686  */
687 void
688 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
689
690 /**
691  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
692  *
693  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
694  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
695  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
696  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
697  *
698  * @param mp
699  *   The mempool from which mbuf is allocated.
700  * @return
701  *   - The pointer to the new mbuf on success.
702  *   - NULL if allocation failed.
703  */
704 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
705 {
706         struct rte_mbuf *m;
707         void *mb = NULL;
708
709         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
710                 return NULL;
711         m = (struct rte_mbuf *)mb;
712         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
713         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
714         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
715
716         return m;
717 }
718
719 /**
720  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
721  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
722  * Please use rte_pktmbuf_free().
723  *
724  * @param m
725  *   The mbuf to be freed.
726  */
727 static inline void __attribute__((always_inline))
728 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
729 {
730         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
731         rte_mempool_put(m->pool, m);
732 }
733
734 /* Operations on ctrl mbuf */
735
736 /**
737  * The control mbuf constructor.
738  *
739  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
740  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
741  * start address, and so on). This function is given as a callback function
742  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
743  *
744  * @param mp
745  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
746  * @param opaque_arg
747  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
748  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
749  *   parameter of rte_mempool_create().
750  * @param m
751  *   The mbuf to initialize.
752  * @param i
753  *   The index of the mbuf in the pool table.
754  */
755 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
756                 void *m, unsigned i);
757
758 /**
759  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
760  *
761  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
762  * buffer, and with a length of zero.
763  *
764  * @param mp
765  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
766  * @return
767  *   - The pointer to the new mbuf on success.
768  *   - NULL if allocation failed.
769  */
770 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
771
772 /**
773  * Free a control mbuf back into its original mempool.
774  *
775  * @param m
776  *   The control mbuf to be freed.
777  */
778 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
779
780 /**
781  * A macro that returns the pointer to the carried data.
782  *
783  * The value that can be read or assigned.
784  *
785  * @param m
786  *   The control mbuf.
787  */
788 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
789
790 /**
791  * A macro that returns the length of the carried data.
792  *
793  * The value that can be read or assigned.
794  *
795  * @param m
796  *   The control mbuf.
797  */
798 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
799
800 /**
801  * Tests if an mbuf is a control mbuf
802  *
803  * @param m
804  *   The mbuf to be tested
805  * @return
806  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
807  *   - False(0) otherwise
808  */
809 static inline int
810 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
811 {
812         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
813 }
814
815 /* Operations on pkt mbuf */
816
817 /**
818  * The packet mbuf constructor.
819  *
820  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
821  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
822  * address, and so on). This function is given as a callback function to
823  * rte_mempool_create() at pool creation time.
824  *
825  * @param mp
826  *   The mempool from which mbufs originate.
827  * @param opaque_arg
828  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
829  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
830  *   parameter of rte_mempool_create().
831  * @param m
832  *   The mbuf to initialize.
833  * @param i
834  *   The index of the mbuf in the pool table.
835  */
836 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
837                       void *m, unsigned i);
838
839
840 /**
841  * A  packet mbuf pool constructor.
842  *
843  * This function initializes the mempool private data in the case of a
844  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
845  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
846  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
847  * provide another packet size.
848  *
849  * @param mp
850  *   The mempool from which mbufs originate.
851  * @param opaque_arg
852  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
853  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
854  *   parameter of rte_mempool_create().
855  */
856 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
857
858 /**
859  * Create a mbuf pool.
860  *
861  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
862  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
863  * and mempool constructor.
864  *
865  * @param name
866  *   The name of the mbuf pool.
867  * @param n
868  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
869  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
870  *   n = (2^q - 1).
871  * @param cache_size
872  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
873  *   details.
874  * @param priv_size
875  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
876  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
877  * @param data_room_size
878  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
879  * @param socket_id
880  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
881  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
882  *   reserved zone.
883  * @return
884  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
885  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
886  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
887  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
888  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
889  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
890  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
891  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
892  */
893 struct rte_mempool *
894 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
895         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
896         int socket_id);
897
898 /**
899  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
900  *
901  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
902  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
903  *
904  * @param mp
905  *   The packet mbuf pool.
906  * @return
907  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
908  */
909 static inline uint16_t
910 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
911 {
912         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
913
914         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
915         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
916 }
917
918 /**
919  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
920  *
921  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
922  * structure and the data buffer where an application can store data
923  * associated to a packet.
924  *
925  * @param mp
926  *   The packet mbuf pool.
927  * @return
928  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
929  */
930 static inline uint16_t
931 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
932 {
933         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
934
935         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
936         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
937 }
938
939 /**
940  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
941  *
942  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
943  *
944  * @param m
945  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
946  */
947 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
948 {
949         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
950 }
951
952 /**
953  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
954  *
955  * The given mbuf must have only one segment.
956  *
957  * @param m
958  *   The packet mbuf to be resetted.
959  */
960 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
961 {
962         m->next = NULL;
963         m->pkt_len = 0;
964         m->tx_offload = 0;
965         m->vlan_tci = 0;
966         m->vlan_tci_outer = 0;
967         m->nb_segs = 1;
968         m->port = 0xff;
969
970         m->ol_flags = 0;
971         m->packet_type = 0;
972         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
973
974         m->data_len = 0;
975         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
976 }
977
978 /**
979  * Allocate a new mbuf from a mempool.
980  *
981  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
982  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
983  * (if buffer size allows).
984  *
985  * @param mp
986  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
987  * @return
988  *   - The pointer to the new mbuf on success.
989  *   - NULL if allocation failed.
990  */
991 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
992 {
993         struct rte_mbuf *m;
994         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
995                 rte_pktmbuf_reset(m);
996         return m;
997 }
998
999 /**
1000  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1001  * values.
1002  *
1003  *  @param pool
1004  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1005  *  @param mbufs
1006  *    Array of pointers to mbufs
1007  *  @param count
1008  *    Array size
1009  *  @return
1010  *   - 0: Success
1011  */
1012 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1013          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1014 {
1015         unsigned idx = 0;
1016         int rc;
1017
1018         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1019         if (unlikely(rc))
1020                 return rc;
1021
1022         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1023          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1024          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1025          * check if count is zero.
1026          */
1027         switch (count % 4) {
1028         case 0:
1029                 while (idx != count) {
1030                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1031                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1032                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1033                         idx++;
1034         case 3:
1035                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1036                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1037                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1038                         idx++;
1039         case 2:
1040                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1041                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1042                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1043                         idx++;
1044         case 1:
1045                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1046                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1047                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1048                         idx++;
1049                 }
1050         }
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 /**
1055  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1056  *
1057  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1058  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1059  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1060  *
1061  * Right now, not supported:
1062  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1063  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1064  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1065  *
1066  * @param mi
1067  *   The indirect packet mbuf.
1068  * @param m
1069  *   The packet mbuf we're attaching to.
1070  */
1071 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1072 {
1073         struct rte_mbuf *md;
1074
1075         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1076             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1077
1078         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1079         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1080                 md = m;
1081         else
1082                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1083
1084         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1085         mi->priv_size = m->priv_size;
1086         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1087         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1088         mi->buf_len = m->buf_len;
1089
1090         mi->next = m->next;
1091         mi->data_off = m->data_off;
1092         mi->data_len = m->data_len;
1093         mi->port = m->port;
1094         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1095         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1096         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1097         mi->hash = m->hash;
1098
1099         mi->next = NULL;
1100         mi->pkt_len = mi->data_len;
1101         mi->nb_segs = 1;
1102         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1103         mi->packet_type = m->packet_type;
1104
1105         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1106         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1107 }
1108
1109 /**
1110  * Detach an indirect packet mbuf.
1111  *
1112  *  - restore original mbuf address and length values.
1113  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1114  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1115  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1116  *
1117  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1118  *
1119  * @param m
1120  *   The indirect attached packet mbuf.
1121  */
1122 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1123 {
1124         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1125         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1126         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1127
1128         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1129         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1130         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1131
1132         m->priv_size = priv_size;
1133         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1134         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1135         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1136         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1137         m->data_len = 0;
1138         m->ol_flags = 0;
1139
1140         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1141                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1142 }
1143
1144 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1145 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1146 {
1147         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1148
1149         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1150                 /* if this is an indirect mbuf, it is detached. */
1151                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1152                         rte_pktmbuf_detach(m);
1153                 return m;
1154         }
1155         return NULL;
1156 }
1157
1158 /**
1159  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1160  *
1161  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1162  * buffers.
1163  *
1164  * @param m
1165  *   The packet mbuf segment to be freed.
1166  */
1167 static inline void __attribute__((always_inline))
1168 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1169 {
1170         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1171                 m->next = NULL;
1172                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1173         }
1174 }
1175
1176 /**
1177  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1178  *
1179  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1180  * segment is added back into its original mempool.
1181  *
1182  * @param m
1183  *   The packet mbuf to be freed.
1184  */
1185 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1186 {
1187         struct rte_mbuf *m_next;
1188
1189         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1190
1191         while (m != NULL) {
1192                 m_next = m->next;
1193                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1194                 m = m_next;
1195         }
1196 }
1197
1198 /**
1199  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1200  *
1201  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1202  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1203  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1204  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1205  * from the original packet mbuf.
1206  *
1207  * @param md
1208  *   The packet mbuf to be cloned.
1209  * @param mp
1210  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1211  * @return
1212  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1213  *   - NULL if allocation fails.
1214  */
1215 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1216                 struct rte_mempool *mp)
1217 {
1218         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1219         uint32_t pktlen;
1220         uint8_t nseg;
1221
1222         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1223                 return NULL;
1224
1225         mi = mc;
1226         prev = &mi->next;
1227         pktlen = md->pkt_len;
1228         nseg = 0;
1229
1230         do {
1231                 nseg++;
1232                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1233                 *prev = mi;
1234                 prev = &mi->next;
1235         } while ((md = md->next) != NULL &&
1236             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1237
1238         *prev = NULL;
1239         mc->nb_segs = nseg;
1240         mc->pkt_len = pktlen;
1241
1242         /* Allocation of new indirect segment failed */
1243         if (unlikely (mi == NULL)) {
1244                 rte_pktmbuf_free(mc);
1245                 return NULL;
1246         }
1247
1248         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1249         return mc;
1250 }
1251
1252 /**
1253  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1254  *
1255  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1256  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1257  *
1258  * @param m
1259  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1260  * @param v
1261  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1262  */
1263 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1264 {
1265         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1266
1267         do {
1268                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1269         } while ((m = m->next) != NULL);
1270 }
1271
1272 /**
1273  * Get the headroom in a packet mbuf.
1274  *
1275  * @param m
1276  *   The packet mbuf.
1277  * @return
1278  *   The length of the headroom.
1279  */
1280 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1281 {
1282         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1283         return m->data_off;
1284 }
1285
1286 /**
1287  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1288  *
1289  * @param m
1290  *   The packet mbuf.
1291  * @return
1292  *   The length of the tailroom.
1293  */
1294 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1295 {
1296         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1297         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1298                           m->data_len);
1299 }
1300
1301 /**
1302  * Get the last segment of the packet.
1303  *
1304  * @param m
1305  *   The packet mbuf.
1306  * @return
1307  *   The last segment of the given mbuf.
1308  */
1309 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1310 {
1311         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1312
1313         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1314         while (m2->next != NULL)
1315                 m2 = m2->next;
1316         return m2;
1317 }
1318
1319 /**
1320  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1321  *
1322  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1323  * function, the user must ensure that the first segment is large
1324  * enough to accommodate its data.
1325  *
1326  * @param m
1327  *   The packet mbuf.
1328  * @param o
1329  *   The offset into the mbuf data.
1330  * @param t
1331  *   The type to cast the result into.
1332  */
1333 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1334         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1335
1336 /**
1337  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1338  *
1339  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1340  * function, the user must ensure that the first segment is large
1341  * enough to accommodate its data.
1342  *
1343  * @param m
1344  *   The packet mbuf.
1345  * @param t
1346  *   The type to cast the result into.
1347  */
1348 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1349
1350 /**
1351  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1352  * start of the data in the mbuf
1353  *
1354  * @param m
1355  *   The packet mbuf.
1356  * @param o
1357  *   The offset into the data to calculate address from.
1358  */
1359 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1360         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1361
1362 /**
1363  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1364  * data in the mbuf
1365  *
1366  * @param m
1367  *   The packet mbuf.
1368  */
1369 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1370
1371 /**
1372  * A macro that returns the length of the packet.
1373  *
1374  * The value can be read or assigned.
1375  *
1376  * @param m
1377  *   The packet mbuf.
1378  */
1379 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1380
1381 /**
1382  * A macro that returns the length of the segment.
1383  *
1384  * The value can be read or assigned.
1385  *
1386  * @param m
1387  *   The packet mbuf.
1388  */
1389 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1390
1391 /**
1392  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1393  *
1394  * Returns a pointer to the new
1395  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1396  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1397  *
1398  * @param m
1399  *   The pkt mbuf.
1400  * @param len
1401  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1402  * @return
1403  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1404  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1405  */
1406 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1407                                         uint16_t len)
1408 {
1409         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1410
1411         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1412                 return NULL;
1413
1414         m->data_off -= len;
1415         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1416         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1417
1418         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1419 }
1420
1421 /**
1422  * Append len bytes to an mbuf.
1423  *
1424  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1425  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1426  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1427  *
1428  * @param m
1429  *   The packet mbuf.
1430  * @param len
1431  *   The amount of data to append (in bytes).
1432  * @return
1433  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1434  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1435  */
1436 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1437 {
1438         void *tail;
1439         struct rte_mbuf *m_last;
1440
1441         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1442
1443         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1444         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1445                 return NULL;
1446
1447         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1448         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1449         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1450         return (char*) tail;
1451 }
1452
1453 /**
1454  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1455  *
1456  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1457  * length is greater than the length of the first segment, then the
1458  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1459  *
1460  * @param m
1461  *   The packet mbuf.
1462  * @param len
1463  *   The amount of data to remove (in bytes).
1464  * @return
1465  *   A pointer to the new start of the data.
1466  */
1467 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1468 {
1469         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1470
1471         if (unlikely(len > m->data_len))
1472                 return NULL;
1473
1474         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1475         m->data_off += len;
1476         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1477         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1478 }
1479
1480 /**
1481  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1482  *
1483  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1484  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1485  *
1486  * @param m
1487  *   The packet mbuf.
1488  * @param len
1489  *   The amount of data to remove (in bytes).
1490  * @return
1491  *   - 0: On success.
1492  *   - -1: On error.
1493  */
1494 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1495 {
1496         struct rte_mbuf *m_last;
1497
1498         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1499
1500         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1501         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1502                 return -1;
1503
1504         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1505         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1506         return 0;
1507 }
1508
1509 /**
1510  * Test if mbuf data is contiguous.
1511  *
1512  * @param m
1513  *   The packet mbuf.
1514  * @return
1515  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1516  *   - 0, if there is several segments.
1517  */
1518 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1519 {
1520         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1521         return !!(m->nb_segs == 1);
1522 }
1523
1524 /**
1525  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1526  */
1527 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1528         uint32_t len, void *buf);
1529
1530 /**
1531  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1532  *
1533  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1534  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1535  * pointer.
1536  *
1537  * @param m
1538  *   The pointer to the mbuf.
1539  * @param off
1540  *   The offset of the data in the mbuf.
1541  * @param len
1542  *   The amount of bytes to read.
1543  * @param buf
1544  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1545  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1546  * @return
1547  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1548  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1549  */
1550 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1551         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1552 {
1553         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1554                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1555         else
1556                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1557 }
1558
1559 /**
1560  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1561  *
1562  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1563  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1564  * chain the entries manually.
1565  *
1566  * @param head
1567  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1568  * @param tail
1569  *   The mbuf to put last in the chain
1570  *
1571  * @return
1572  *   - 0, on success.
1573  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1574  */
1575 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1576 {
1577         struct rte_mbuf *cur_tail;
1578
1579         /* Check for number-of-segments-overflow */
1580         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1581                 return -EOVERFLOW;
1582
1583         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1584         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1585         cur_tail->next = tail;
1586
1587         /* accumulate number of segments and total length. */
1588         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1589         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1590
1591         /* pkt_len is only set in the head */
1592         tail->pkt_len = tail->data_len;
1593
1594         return 0;
1595 }
1596
1597 /**
1598  * Dump an mbuf structure to the console.
1599  *
1600  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1601  * segments (in the case of a chained buffer).
1602  *
1603  * @param f
1604  *   A pointer to a file for output
1605  * @param m
1606  *   The packet mbuf.
1607  * @param dump_len
1608  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1609  *   the packet.
1610  */
1611 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1612
1613 #ifdef __cplusplus
1614 }
1615 #endif
1616
1617 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */