mbuf: fix bitmask of Tx offload flags
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *       from this software without specific prior written permission.
21  *
22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
48  * used to carry network packets.
49  *
50  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
51  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
52  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
53  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
54  */
55
56 #include <stdint.h>
57 #include <rte_common.h>
58 #include <rte_mempool.h>
59 #include <rte_memory.h>
60 #include <rte_atomic.h>
61 #include <rte_prefetch.h>
62 #include <rte_branch_prediction.h>
63 #include <rte_mbuf_ptype.h>
64
65 #ifdef __cplusplus
66 extern "C" {
67 #endif
68
69 /*
70  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
71  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
72  *
73  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
74  *   flags.
75  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
76  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
77  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
78  *   downwards, not upwards.
79  *
80  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
81  * rte_get_tx_ol_flag_name().
82  */
83
84 /**
85  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
86  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
87  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
88  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
89  */
90 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
91
92 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
93 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
94
95 /**
96  * Deprecated.
97  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
98  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
99  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
100  * wrong by the hardware.
101  */
102 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
103
104 /**
105  * Deprecated.
106  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
107  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
108  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
109  * wrong by the hardware.
110  */
111 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
112
113 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
114
115 /**
116  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
117  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
118  * in the RX configuration of the PMD.
119  */
120 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
121
122 /**
123  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
124  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
125  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
126  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
127  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
128  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
129  */
130 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
131
132 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
133 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
134 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
135 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
136
137 /**
138  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
139  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
140  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
141  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
142  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
143  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
144  */
145 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
146
147 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
148 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
149 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
150 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
151
152 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
153 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
154 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
155 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
156
157 /**
158  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
159  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
160  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
161  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
162  * must also be set.
163  */
164 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
165
166 /**
167  * Deprecated.
168  * RX packet with double VLAN stripped.
169  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
172
173 /**
174  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
175  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
176  * valid and is set to the segment size of original packets.
177  */
178 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
179
180 /* add new RX flags here */
181
182 /* add new TX flags here */
183
184 /**
185  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
186  * this offload feature for a packet to be transmitted.
187  */
188 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
189
190 /**
191  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
192  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
193  * tunnel type into the HW descriptors.
194  */
195 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
196 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
197 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
198 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
199 /* add new TX TUNNEL type here */
200 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
201
202 /**
203  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
204  */
205 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
206
207 /**
208  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
209  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
210  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
211  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
212  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
213  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
214  *    to 0 in the packet
215  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
216  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
217  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
218  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
219  */
220 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
221
222 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
223
224 /**
225  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
226  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
227  * L4 checksum offload, the user needs to:
228  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
229  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
230  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
231  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
232  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
233  *    For SCTP, set the crc field to 0.
234  */
235 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
236 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
237 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
238 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
239 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
240
241 /**
242  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
243  * also be set by the application, although a PMD will only check
244  * PKT_TX_IP_CKSUM.
245  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
246  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
247  */
248 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
249
250 /**
251  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
252  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
253  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
254  * the inner headers.
255  */
256 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
257
258 /**
259  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
260  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
261  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
262  * the inner headers.
263  */
264 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
265
266 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
267
268 /**
269  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
270  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
271  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
272  * packet must be set to 0.
273  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
274  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
275  */
276 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
277
278 /**
279  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
280  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
281  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
282  */
283 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
284
285 /**
286  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
287  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
288  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
289  */
290 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
291
292 /**
293  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
294  * which can be set for packet.
295  */
296 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
297                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
298                 PKT_TX_L4_MASK |         \
299                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
300                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
301                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
302                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
303                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
304                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
305                 PKT_TX_MACSEC)
306
307 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
308
309 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
310
311 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
312 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
313
314 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
315 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
316
317 /**
318  * Get the name of a RX offload flag
319  *
320  * @param mask
321  *   The mask describing the flag.
322  * @return
323  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
324  */
325 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
326
327 /**
328  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
329  *
330  * @param mask
331  *   The mask describing the RX flags.
332  * @param buf
333  *   The output buffer.
334  * @param buflen
335  *   The length of the buffer.
336  * @return
337  *   0 on success, (-1) on error.
338  */
339 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
340
341 /**
342  * Get the name of a TX offload flag
343  *
344  * @param mask
345  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
346  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
347  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
348  * @return
349  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
350  */
351 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
352
353 /**
354  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
355  *
356  * @param mask
357  *   The mask describing the TX flags.
358  * @param buf
359  *   The output buffer.
360  * @param buflen
361  *   The length of the buffer.
362  * @return
363  *   0 on success, (-1) on error.
364  */
365 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
366
367 /**
368  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
369  * splitting it into multiple segments.
370  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
371  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
372  */
373 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
374 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
375         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
376
377 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
378  * mbuf */
379 __extension__
380 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
381 __extension__
382 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
383 __extension__
384 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
385                                * with a single assignment */
386
387 /**
388  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
389  */
390 struct rte_mbuf {
391         MARKER cacheline0;
392
393         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
394         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
395
396         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
397
398         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
399         MARKER8 rearm_data;
400         uint16_t data_off;
401
402         /**
403          * 16-bit Reference counter.
404          * It should only be accessed using the following functions:
405          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
406          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
407          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
408          * config option.
409          */
410         RTE_STD_C11
411         union {
412                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
413                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
414         };
415         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
416         uint8_t port;             /**< Input port. */
417
418         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
419
420         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
421         MARKER rx_descriptor_fields1;
422
423         /*
424          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
425          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
426          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
427          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
428          * vlan is stripped from the data.
429          */
430         RTE_STD_C11
431         union {
432                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
433                 struct {
434                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
435                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
436                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
437                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
438                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
439                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
440                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
441                 };
442         };
443
444         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
445         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
446         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
447         uint16_t vlan_tci;
448
449         union {
450                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
451                 struct {
452                         RTE_STD_C11
453                         union {
454                                 struct {
455                                         uint16_t hash;
456                                         uint16_t id;
457                                 };
458                                 uint32_t lo;
459                                 /**< Second 4 flexible bytes */
460                         };
461                         uint32_t hi;
462                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
463                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
464                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
465                 struct {
466                         uint32_t lo;
467                         uint32_t hi;
468                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
469                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
470         } hash;                   /**< hash information */
471
472         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
473
474         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
475         uint16_t vlan_tci_outer;
476
477         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
478         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
479
480         RTE_STD_C11
481         union {
482                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
483                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
484         };
485
486         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
487         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
488
489         /* fields to support TX offloads */
490         RTE_STD_C11
491         union {
492                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
493                 __extension__
494                 struct {
495                         uint64_t l2_len:7;
496                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
497                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
498                          */
499                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
500                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
501                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
502
503                         /* fields for TX offloading of tunnels */
504                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
505                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
506
507                         /* uint64_t unused:8; */
508                 };
509         };
510
511         /** Size of the application private data. In case of an indirect
512          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
513         uint16_t priv_size;
514
515         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
516         uint16_t timesync;
517 } __rte_cache_aligned;
518
519 /**
520  * Prefetch the first part of the mbuf
521  *
522  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
523  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
524  * 64B, the second part will also be prefetched.
525  *
526  * @param m
527  *   The pointer to the mbuf.
528  */
529 static inline void
530 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
531 {
532         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
533 }
534
535 /**
536  * Prefetch the second part of the mbuf
537  *
538  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
539  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
540  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
541  * already in cache.
542  *
543  * @param m
544  *   The pointer to the mbuf.
545  */
546 static inline void
547 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
548 {
549 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
550         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
551 #else
552         RTE_SET_USED(m);
553 #endif
554 }
555
556
557 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
558
559 /**
560  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
561  *
562  * @param mb
563  *   The pointer to the mbuf.
564  * @return
565  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
566  */
567 static inline phys_addr_t
568 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
569 {
570         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
571 }
572
573 /**
574  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
575  *
576  * This function is used by drivers in their receive function, as it
577  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
578  * the default headroom in account.
579  *
580  * @param mb
581  *   The pointer to the mbuf.
582  * @return
583  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
584  */
585 static inline phys_addr_t
586 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
587 {
588         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
589 }
590
591 /**
592  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
593  *
594  * @param mi
595  *   The pointer to the indirect mbuf.
596  * @return
597  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
598  */
599 static inline struct rte_mbuf *
600 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
601 {
602         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
603 }
604
605 /**
606  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
607  *
608  * @param md
609  *   The pointer to the mbuf.
610  * @return
611  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
612  */
613 static inline char *
614 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
615 {
616         char *buffer_addr;
617         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
618         return buffer_addr;
619 }
620
621 /**
622  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
623  */
624 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
625
626 /**
627  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
628  */
629 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
630
631 /**
632  * Private data in case of pktmbuf pool.
633  *
634  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
635  * appended after the mempool structure (in private data).
636  */
637 struct rte_pktmbuf_pool_private {
638         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
639         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
640 };
641
642 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
643
644 /**  check mbuf type in debug mode */
645 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
646
647 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
648
649 /**  check mbuf type in debug mode */
650 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
651
652 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
653
654 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
655
656 /**
657  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
658  * @param m
659  *   Mbuf to read
660  * @return
661  *   Reference count number.
662  */
663 static inline uint16_t
664 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
665 {
666         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
667 }
668
669 /**
670  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
671  * @param m
672  *   Mbuf to update
673  * @param new_value
674  *   Value set
675  */
676 static inline void
677 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
678 {
679         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
680 }
681
682 /**
683  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
684  * @param m
685  *   Mbuf to update
686  * @param value
687  *   Value to add/subtract
688  * @return
689  *   Updated value
690  */
691 static inline uint16_t
692 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
693 {
694         /*
695          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
696          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
697          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
698          * operation has to be used because concurrent accesses on the
699          * reference counter can occur.
700          */
701         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
702                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
703                 return 1 + value;
704         }
705
706         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
707 }
708
709 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
710
711 /**
712  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
713  */
714 static inline uint16_t
715 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
716 {
717         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
718         return m->refcnt;
719 }
720
721 /**
722  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
723  */
724 static inline uint16_t
725 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
726 {
727         return m->refcnt;
728 }
729
730 /**
731  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
732  */
733 static inline void
734 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
735 {
736         m->refcnt = new_value;
737 }
738
739 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
740
741 /** Mbuf prefetch */
742 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
743         if ((m) != NULL)                        \
744                 rte_prefetch0(m);               \
745 } while (0)
746
747
748 /**
749  * Sanity checks on an mbuf.
750  *
751  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
752  * panic if corruption is detected.
753  *
754  * @param m
755  *   The mbuf to be checked.
756  * @param is_header
757  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
758  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
759  */
760 void
761 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
762
763 /**
764  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
765  *
766  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
767  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
768  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
769  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
770  *
771  * @param mp
772  *   The mempool from which mbuf is allocated.
773  * @return
774  *   - The pointer to the new mbuf on success.
775  *   - NULL if allocation failed.
776  */
777 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
778 {
779         struct rte_mbuf *m;
780         void *mb = NULL;
781
782         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
783                 return NULL;
784         m = (struct rte_mbuf *)mb;
785         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
786         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
787         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
788
789         return m;
790 }
791
792 /**
793  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
794  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
795  * Please use rte_pktmbuf_free().
796  *
797  * @param m
798  *   The mbuf to be freed.
799  */
800 static inline void __attribute__((always_inline))
801 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
802 {
803         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
804         rte_mempool_put(m->pool, m);
805 }
806
807 /* Operations on ctrl mbuf */
808
809 /**
810  * The control mbuf constructor.
811  *
812  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
813  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
814  * start address, and so on). This function is given as a callback function
815  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
816  *
817  * @param mp
818  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
819  * @param opaque_arg
820  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
821  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
822  *   parameter of rte_mempool_create().
823  * @param m
824  *   The mbuf to initialize.
825  * @param i
826  *   The index of the mbuf in the pool table.
827  */
828 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
829                 void *m, unsigned i);
830
831 /**
832  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
833  *
834  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
835  * buffer, and with a length of zero.
836  *
837  * @param mp
838  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
839  * @return
840  *   - The pointer to the new mbuf on success.
841  *   - NULL if allocation failed.
842  */
843 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
844
845 /**
846  * Free a control mbuf back into its original mempool.
847  *
848  * @param m
849  *   The control mbuf to be freed.
850  */
851 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
852
853 /**
854  * A macro that returns the pointer to the carried data.
855  *
856  * The value that can be read or assigned.
857  *
858  * @param m
859  *   The control mbuf.
860  */
861 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
862
863 /**
864  * A macro that returns the length of the carried data.
865  *
866  * The value that can be read or assigned.
867  *
868  * @param m
869  *   The control mbuf.
870  */
871 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
872
873 /**
874  * Tests if an mbuf is a control mbuf
875  *
876  * @param m
877  *   The mbuf to be tested
878  * @return
879  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
880  *   - False(0) otherwise
881  */
882 static inline int
883 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
884 {
885         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
886 }
887
888 /* Operations on pkt mbuf */
889
890 /**
891  * The packet mbuf constructor.
892  *
893  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
894  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
895  * address, and so on). This function is given as a callback function to
896  * rte_mempool_create() at pool creation time.
897  *
898  * @param mp
899  *   The mempool from which mbufs originate.
900  * @param opaque_arg
901  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
902  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
903  *   parameter of rte_mempool_create().
904  * @param m
905  *   The mbuf to initialize.
906  * @param i
907  *   The index of the mbuf in the pool table.
908  */
909 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
910                       void *m, unsigned i);
911
912
913 /**
914  * A  packet mbuf pool constructor.
915  *
916  * This function initializes the mempool private data in the case of a
917  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
918  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
919  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
920  * provide another packet size.
921  *
922  * @param mp
923  *   The mempool from which mbufs originate.
924  * @param opaque_arg
925  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
926  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
927  *   parameter of rte_mempool_create().
928  */
929 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
930
931 /**
932  * Create a mbuf pool.
933  *
934  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
935  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
936  * and mempool constructor.
937  *
938  * @param name
939  *   The name of the mbuf pool.
940  * @param n
941  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
942  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
943  *   n = (2^q - 1).
944  * @param cache_size
945  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
946  *   details.
947  * @param priv_size
948  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
949  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
950  * @param data_room_size
951  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
952  * @param socket_id
953  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
954  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
955  *   reserved zone.
956  * @return
957  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
958  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
959  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
960  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
961  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
962  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
963  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
964  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
965  */
966 struct rte_mempool *
967 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
968         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
969         int socket_id);
970
971 /**
972  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
973  *
974  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
975  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
976  *
977  * @param mp
978  *   The packet mbuf pool.
979  * @return
980  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
981  */
982 static inline uint16_t
983 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
984 {
985         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
986
987         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
988         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
989 }
990
991 /**
992  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
993  *
994  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
995  * structure and the data buffer where an application can store data
996  * associated to a packet.
997  *
998  * @param mp
999  *   The packet mbuf pool.
1000  * @return
1001  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1002  */
1003 static inline uint16_t
1004 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1005 {
1006         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1007
1008         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1009         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1014  *
1015  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1016  *
1017  * @param m
1018  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1019  */
1020 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1021 {
1022         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1023 }
1024
1025 /**
1026  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1027  *
1028  * The given mbuf must have only one segment.
1029  *
1030  * @param m
1031  *   The packet mbuf to be resetted.
1032  */
1033 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1034 {
1035         m->next = NULL;
1036         m->pkt_len = 0;
1037         m->tx_offload = 0;
1038         m->vlan_tci = 0;
1039         m->vlan_tci_outer = 0;
1040         m->nb_segs = 1;
1041         m->port = 0xff;
1042
1043         m->ol_flags = 0;
1044         m->packet_type = 0;
1045         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1046
1047         m->data_len = 0;
1048         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1049 }
1050
1051 /**
1052  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1053  *
1054  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1055  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1056  * (if buffer size allows).
1057  *
1058  * @param mp
1059  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1060  * @return
1061  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1062  *   - NULL if allocation failed.
1063  */
1064 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1065 {
1066         struct rte_mbuf *m;
1067         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1068                 rte_pktmbuf_reset(m);
1069         return m;
1070 }
1071
1072 /**
1073  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1074  * values.
1075  *
1076  *  @param pool
1077  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1078  *  @param mbufs
1079  *    Array of pointers to mbufs
1080  *  @param count
1081  *    Array size
1082  *  @return
1083  *   - 0: Success
1084  */
1085 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1086          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1087 {
1088         unsigned idx = 0;
1089         int rc;
1090
1091         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1092         if (unlikely(rc))
1093                 return rc;
1094
1095         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1096          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1097          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1098          * check if count is zero.
1099          */
1100         switch (count % 4) {
1101         case 0:
1102                 while (idx != count) {
1103                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1104                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1105                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1106                         idx++;
1107         case 3:
1108                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1109                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1110                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1111                         idx++;
1112         case 2:
1113                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1114                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1115                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1116                         idx++;
1117         case 1:
1118                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1119                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1120                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1121                         idx++;
1122                 }
1123         }
1124         return 0;
1125 }
1126
1127 /**
1128  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1129  *
1130  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1131  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1132  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1133  *
1134  * Right now, not supported:
1135  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1136  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1137  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1138  *
1139  * @param mi
1140  *   The indirect packet mbuf.
1141  * @param m
1142  *   The packet mbuf we're attaching to.
1143  */
1144 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1145 {
1146         struct rte_mbuf *md;
1147
1148         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1149             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1150
1151         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1152         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1153                 md = m;
1154         else
1155                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1156
1157         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1158         mi->priv_size = m->priv_size;
1159         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1160         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1161         mi->buf_len = m->buf_len;
1162
1163         mi->data_off = m->data_off;
1164         mi->data_len = m->data_len;
1165         mi->port = m->port;
1166         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1167         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1168         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1169         mi->hash = m->hash;
1170
1171         mi->next = NULL;
1172         mi->pkt_len = mi->data_len;
1173         mi->nb_segs = 1;
1174         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1175         mi->packet_type = m->packet_type;
1176
1177         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1178         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1179 }
1180
1181 /**
1182  * Detach an indirect packet mbuf.
1183  *
1184  *  - restore original mbuf address and length values.
1185  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1186  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1187  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1188  *
1189  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1190  *
1191  * @param m
1192  *   The indirect attached packet mbuf.
1193  */
1194 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1195 {
1196         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1197         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1198         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1199
1200         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1201         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1202         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1203
1204         m->priv_size = priv_size;
1205         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1206         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1207         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1208         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1209         m->data_len = 0;
1210         m->ol_flags = 0;
1211
1212         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1213                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1214 }
1215
1216 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1217 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1218 {
1219         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1220
1221         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1222                 /* if this is an indirect mbuf, it is detached. */
1223                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1224                         rte_pktmbuf_detach(m);
1225                 return m;
1226         }
1227         return NULL;
1228 }
1229
1230 /**
1231  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1232  *
1233  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1234  * buffers.
1235  *
1236  * @param m
1237  *   The packet mbuf segment to be freed.
1238  */
1239 static inline void __attribute__((always_inline))
1240 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1241 {
1242         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1243                 m->next = NULL;
1244                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1245         }
1246 }
1247
1248 /**
1249  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1250  *
1251  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1252  * segment is added back into its original mempool.
1253  *
1254  * @param m
1255  *   The packet mbuf to be freed.
1256  */
1257 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1258 {
1259         struct rte_mbuf *m_next;
1260
1261         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1262
1263         while (m != NULL) {
1264                 m_next = m->next;
1265                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1266                 m = m_next;
1267         }
1268 }
1269
1270 /**
1271  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1272  *
1273  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1274  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1275  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1276  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1277  * from the original packet mbuf.
1278  *
1279  * @param md
1280  *   The packet mbuf to be cloned.
1281  * @param mp
1282  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1283  * @return
1284  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1285  *   - NULL if allocation fails.
1286  */
1287 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1288                 struct rte_mempool *mp)
1289 {
1290         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1291         uint32_t pktlen;
1292         uint8_t nseg;
1293
1294         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1295                 return NULL;
1296
1297         mi = mc;
1298         prev = &mi->next;
1299         pktlen = md->pkt_len;
1300         nseg = 0;
1301
1302         do {
1303                 nseg++;
1304                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1305                 *prev = mi;
1306                 prev = &mi->next;
1307         } while ((md = md->next) != NULL &&
1308             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1309
1310         *prev = NULL;
1311         mc->nb_segs = nseg;
1312         mc->pkt_len = pktlen;
1313
1314         /* Allocation of new indirect segment failed */
1315         if (unlikely (mi == NULL)) {
1316                 rte_pktmbuf_free(mc);
1317                 return NULL;
1318         }
1319
1320         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1321         return mc;
1322 }
1323
1324 /**
1325  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1326  *
1327  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1328  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1329  *
1330  * @param m
1331  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1332  * @param v
1333  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1334  */
1335 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1336 {
1337         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1338
1339         do {
1340                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1341         } while ((m = m->next) != NULL);
1342 }
1343
1344 /**
1345  * Get the headroom in a packet mbuf.
1346  *
1347  * @param m
1348  *   The packet mbuf.
1349  * @return
1350  *   The length of the headroom.
1351  */
1352 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1353 {
1354         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1355         return m->data_off;
1356 }
1357
1358 /**
1359  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1360  *
1361  * @param m
1362  *   The packet mbuf.
1363  * @return
1364  *   The length of the tailroom.
1365  */
1366 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1367 {
1368         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1369         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1370                           m->data_len);
1371 }
1372
1373 /**
1374  * Get the last segment of the packet.
1375  *
1376  * @param m
1377  *   The packet mbuf.
1378  * @return
1379  *   The last segment of the given mbuf.
1380  */
1381 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1382 {
1383         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1384
1385         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1386         while (m2->next != NULL)
1387                 m2 = m2->next;
1388         return m2;
1389 }
1390
1391 /**
1392  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1393  *
1394  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1395  * function, the user must ensure that the first segment is large
1396  * enough to accommodate its data.
1397  *
1398  * @param m
1399  *   The packet mbuf.
1400  * @param o
1401  *   The offset into the mbuf data.
1402  * @param t
1403  *   The type to cast the result into.
1404  */
1405 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1406         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1407
1408 /**
1409  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1410  *
1411  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1412  * function, the user must ensure that the first segment is large
1413  * enough to accommodate its data.
1414  *
1415  * @param m
1416  *   The packet mbuf.
1417  * @param t
1418  *   The type to cast the result into.
1419  */
1420 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1421
1422 /**
1423  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1424  * start of the data in the mbuf
1425  *
1426  * @param m
1427  *   The packet mbuf.
1428  * @param o
1429  *   The offset into the data to calculate address from.
1430  */
1431 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1432         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1433
1434 /**
1435  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1436  * data in the mbuf
1437  *
1438  * @param m
1439  *   The packet mbuf.
1440  */
1441 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1442
1443 /**
1444  * A macro that returns the length of the packet.
1445  *
1446  * The value can be read or assigned.
1447  *
1448  * @param m
1449  *   The packet mbuf.
1450  */
1451 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1452
1453 /**
1454  * A macro that returns the length of the segment.
1455  *
1456  * The value can be read or assigned.
1457  *
1458  * @param m
1459  *   The packet mbuf.
1460  */
1461 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1462
1463 /**
1464  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1465  *
1466  * Returns a pointer to the new
1467  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1468  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1469  *
1470  * @param m
1471  *   The pkt mbuf.
1472  * @param len
1473  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1474  * @return
1475  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1476  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1477  */
1478 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1479                                         uint16_t len)
1480 {
1481         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1482
1483         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1484                 return NULL;
1485
1486         m->data_off -= len;
1487         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1488         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1489
1490         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1491 }
1492
1493 /**
1494  * Append len bytes to an mbuf.
1495  *
1496  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1497  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1498  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1499  *
1500  * @param m
1501  *   The packet mbuf.
1502  * @param len
1503  *   The amount of data to append (in bytes).
1504  * @return
1505  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1506  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1507  */
1508 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1509 {
1510         void *tail;
1511         struct rte_mbuf *m_last;
1512
1513         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1514
1515         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1516         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1517                 return NULL;
1518
1519         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1520         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1521         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1522         return (char*) tail;
1523 }
1524
1525 /**
1526  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1527  *
1528  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1529  * length is greater than the length of the first segment, then the
1530  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1531  *
1532  * @param m
1533  *   The packet mbuf.
1534  * @param len
1535  *   The amount of data to remove (in bytes).
1536  * @return
1537  *   A pointer to the new start of the data.
1538  */
1539 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1540 {
1541         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1542
1543         if (unlikely(len > m->data_len))
1544                 return NULL;
1545
1546         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1547         m->data_off += len;
1548         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1549         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1550 }
1551
1552 /**
1553  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1554  *
1555  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1556  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1557  *
1558  * @param m
1559  *   The packet mbuf.
1560  * @param len
1561  *   The amount of data to remove (in bytes).
1562  * @return
1563  *   - 0: On success.
1564  *   - -1: On error.
1565  */
1566 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1567 {
1568         struct rte_mbuf *m_last;
1569
1570         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1571
1572         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1573         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1574                 return -1;
1575
1576         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1577         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1578         return 0;
1579 }
1580
1581 /**
1582  * Test if mbuf data is contiguous.
1583  *
1584  * @param m
1585  *   The packet mbuf.
1586  * @return
1587  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1588  *   - 0, if there is several segments.
1589  */
1590 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1591 {
1592         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1593         return !!(m->nb_segs == 1);
1594 }
1595
1596 /**
1597  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1598  */
1599 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1600         uint32_t len, void *buf);
1601
1602 /**
1603  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1604  *
1605  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1606  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1607  * pointer.
1608  *
1609  * @param m
1610  *   The pointer to the mbuf.
1611  * @param off
1612  *   The offset of the data in the mbuf.
1613  * @param len
1614  *   The amount of bytes to read.
1615  * @param buf
1616  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1617  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1618  * @return
1619  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1620  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1621  */
1622 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1623         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1624 {
1625         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1626                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1627         else
1628                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1629 }
1630
1631 /**
1632  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1633  *
1634  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1635  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1636  * chain the entries manually.
1637  *
1638  * @param head
1639  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1640  * @param tail
1641  *   The mbuf to put last in the chain
1642  *
1643  * @return
1644  *   - 0, on success.
1645  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1646  */
1647 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1648 {
1649         struct rte_mbuf *cur_tail;
1650
1651         /* Check for number-of-segments-overflow */
1652         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1653                 return -EOVERFLOW;
1654
1655         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1656         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1657         cur_tail->next = tail;
1658
1659         /* accumulate number of segments and total length. */
1660         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1661         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1662
1663         /* pkt_len is only set in the head */
1664         tail->pkt_len = tail->data_len;
1665
1666         return 0;
1667 }
1668
1669 /**
1670  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1671  *
1672  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1673  *
1674  * @param m
1675  *   The packet mbuf to be validated.
1676  * @return
1677  *   0 if packet is valid
1678  */
1679 static inline int
1680 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1681 {
1682         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1683         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1684
1685         /* Does packet set any of available offloads? */
1686         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1687                 return 0;
1688
1689         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1690                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1691
1692         /* Headers are fragmented */
1693         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1694                 return -ENOTSUP;
1695
1696         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1697         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1698                 return -EINVAL;
1699
1700         /* IP type not set when required */
1701         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1702                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1703                         return -EINVAL;
1704
1705         /* Check requirements for TSO packet */
1706         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1707                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1708                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1709                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1710                         return -EINVAL;
1711
1712         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1713         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1714                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1715                 return -EINVAL;
1716
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 /**
1721  * Linearize data in mbuf.
1722  *
1723  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1724  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1725  *
1726  * @param mbuf
1727  *   mbuf to linearize
1728  * @return
1729  *   - 0, on success
1730  *   - -1, on error
1731  */
1732 static inline int
1733 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1734 {
1735         int seg_len, copy_len;
1736         struct rte_mbuf *m;
1737         struct rte_mbuf *m_next;
1738         char *buffer;
1739
1740         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1741                 return 0;
1742
1743         /* Extend first segment to the total packet length */
1744         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1745
1746         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1747                 return -1;
1748
1749         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1750         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1751
1752         /* Append data from next segments to the first one */
1753         m = mbuf->next;
1754         while (m != NULL) {
1755                 m_next = m->next;
1756
1757                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1758                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1759                 buffer += seg_len;
1760
1761                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1762                 m = m_next;
1763         }
1764
1765         mbuf->next = NULL;
1766         mbuf->nb_segs = 1;
1767
1768         return 0;
1769 }
1770
1771 /**
1772  * Dump an mbuf structure to a file.
1773  *
1774  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1775  * segments (in the case of a chained buffer).
1776  *
1777  * @param f
1778  *   A pointer to a file for output
1779  * @param m
1780  *   The packet mbuf.
1781  * @param dump_len
1782  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1783  *   the packet.
1784  */
1785 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1786
1787 #ifdef __cplusplus
1788 }
1789 #endif
1790
1791 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */