mbuf: fix C++ compatibility by making sched struct visible
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright 2014 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MBUF_H_
7 #define _RTE_MBUF_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mbuf
12  *
13  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
14  * that may be used by the RTE application to store message
15  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
16  * RTE mempool library.
17  *
18  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
19  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
20  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
21  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
22  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
23  * details.
24  *
25  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
26  * used to carry network packets.
27  *
28  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
29  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
30  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
31  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
32  */
33
34 #include <stdint.h>
35 #include <rte_compat.h>
36 #include <rte_common.h>
37 #include <rte_config.h>
38 #include <rte_mempool.h>
39 #include <rte_memory.h>
40 #include <rte_atomic.h>
41 #include <rte_prefetch.h>
42 #include <rte_branch_prediction.h>
43 #include <rte_mbuf_ptype.h>
44
45 #ifdef __cplusplus
46 extern "C" {
47 #endif
48
49 /*
50  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
51  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
52  *
53  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
54  *   flags.
55  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
56  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
57  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
58  *   downwards, not upwards.
59  *
60  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
61  * rte_get_tx_ol_flag_name().
62  */
63
64 /**
65  * The RX packet is a 802.1q VLAN packet, and the tci has been
66  * saved in in mbuf->vlan_tci.
67  * If the flag PKT_RX_VLAN_STRIPPED is also present, the VLAN
68  * header has been stripped from mbuf data, else it is still
69  * present.
70  */
71 #define PKT_RX_VLAN          (1ULL << 0)
72
73 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
74 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
75
76 /**
77  * Deprecated.
78  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
79  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
80  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
81  * wrong by the hardware.
82  */
83 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
84
85 /**
86  * Deprecated.
87  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
88  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
89  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
90  * wrong by the hardware.
91  */
92 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
93
94 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
95
96 /**
97  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
98  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
99  * in the RX configuration of the PMD.
100  * When PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set, PKT_RX_VLAN must also be set.
101  */
102 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
103
104 /**
105  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
106  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
107  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
108  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
109  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
110  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
111  */
112 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
113
114 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
115 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
116 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
117 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
118
119 /**
120  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
121  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
122  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
123  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
124  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
125  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
126  */
127 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
128
129 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
130 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
131 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
132 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
133
134 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
135 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
136 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
137 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
138
139 /**
140  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
141  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
142  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
143  * configuration of the PMD.
144  * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
145  * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) must also be set.
146  */
147 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
148
149 /**
150  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
151  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
152  * valid and is set to the segment size of original packets.
153  */
154 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
155
156 /**
157  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
158  */
159 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
160
161 /**
162  * Indicate that security offload processing was applied on the RX packet.
163  */
164 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 18)
165
166 /**
167  * Indicate that security offload processing failed on the RX packet.
168  */
169 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD_FAILED       (1ULL << 19)
170
171 /**
172  * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
173  * saved in in mbuf->vlan_tci_outer. If PKT_RX_QINQ set, PKT_RX_VLAN
174  * also should be set and inner tci should be saved to mbuf->vlan_tci.
175  * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
176  * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
177  * present.
178  */
179 #define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
180
181 /**
182  * Mask of bits used to determine the status of outer RX L4 checksum.
183  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN: no info about the outer RX L4 checksum
184  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD: the outer L4 checksum in the packet is wrong
185  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD: the outer L4 checksum in the packet is valid
186  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID: invalid outer L4 checksum state.
187  *
188  * The detection of PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD shall be based on the given
189  * HW capability, At minimum, the PMD should support
190  * PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN and PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD states
191  * if the DEV_RX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload is available.
192  */
193 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_MASK      ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
194
195 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN   0
196 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD       (1ULL << 21)
197 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD      (1ULL << 22)
198 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID   ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
199
200 /* add new RX flags here */
201
202 /* add new TX flags here */
203
204 /**
205  * Indicate that the metadata field in the mbuf is in use.
206  */
207 #define PKT_TX_METADATA (1ULL << 40)
208
209 /**
210  * Outer UDP checksum offload flag. This flag is used for enabling
211  * outer UDP checksum in PMD. To use outer UDP checksum, the user needs to
212  * 1) Enable the following in mbuff,
213  * a) Fill outer_l2_len and outer_l3_len in mbuf.
214  * b) Set the PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM flag.
215  * c) Set the PKT_TX_OUTER_IPV4 or PKT_TX_OUTER_IPV6 flag.
216  * 2) Configure DEV_TX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload flag.
217  */
218 #define PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM     (1ULL << 41)
219
220 /**
221  * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
222  * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
223  * to store the MSS of UDP fragments.
224  */
225 #define PKT_TX_UDP_SEG  (1ULL << 42)
226
227 /**
228  * Request security offload processing on the TX packet.
229  */
230 #define PKT_TX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 43)
231
232 /**
233  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
234  * this offload feature for a packet to be transmitted.
235  */
236 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
237
238 /**
239  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
240  * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
241  * of tunnel packets.
242  * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
243  * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
244  * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
245  */
246 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
247 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
248 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
249 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
250 /** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
251 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
252 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
253 /**
254  * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
255  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
256  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
257  * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
258  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
259  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
260  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
261  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
262  * or checksum are not expected to be updated.
263  */
264 #define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
265 /**
266  * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
267  * UDP tunnel type implies outer IP layer.
268  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
269  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
270  * if possible.
271  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
272  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
273  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
274  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
275  * or checksum are not expected to be updated.
276  */
277 #define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 45)
278 /* add new TX TUNNEL type here */
279 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
280
281 /**
282  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
283  */
284 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
285 /* this old name is deprecated */
286 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
287
288 /**
289  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
290  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
291  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
292  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
293  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
294  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
295  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
296  */
297 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
298
299 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
300
301 /**
302  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
303  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
304  * L4 checksum offload, the user needs to:
305  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
306  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
307  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
308  */
309 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
310 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
311 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
312 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
313 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
314
315 /**
316  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
317  * also be set by the application, although a PMD will only check
318  * PKT_TX_IP_CKSUM.
319  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
320  */
321 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
322
323 /**
324  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
325  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
326  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
327  * the inner headers.
328  */
329 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
330
331 /**
332  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
333  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
334  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
335  * the inner headers.
336  */
337 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
338
339 /**
340  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
341  */
342 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
343 /* this old name is deprecated */
344 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
345
346 /**
347  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
348  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
349  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
350  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
351  */
352 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
353
354 /**
355  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
356  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
357  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
358  */
359 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
360
361 /**
362  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
363  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
364  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
365  */
366 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
367
368 /**
369  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
370  * which can be set for packet.
371  */
372 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
373                 PKT_TX_OUTER_IPV6 |      \
374                 PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
375                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
376                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
377                 PKT_TX_IPV6 |            \
378                 PKT_TX_IPV4 |            \
379                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
380                 PKT_TX_L4_MASK |         \
381                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
382                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
383                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
384                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
385                 PKT_TX_MACSEC |          \
386                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD |     \
387                 PKT_TX_UDP_SEG |         \
388                 PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM | \
389                 PKT_TX_METADATA)
390
391 /**
392  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
393  */
394 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
395
396 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
397
398 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
399 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
400
401 /**
402  * Get the name of a RX offload flag
403  *
404  * @param mask
405  *   The mask describing the flag.
406  * @return
407  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
408  */
409 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
410
411 /**
412  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
413  *
414  * @param mask
415  *   The mask describing the RX flags.
416  * @param buf
417  *   The output buffer.
418  * @param buflen
419  *   The length of the buffer.
420  * @return
421  *   0 on success, (-1) on error.
422  */
423 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
424
425 /**
426  * Get the name of a TX offload flag
427  *
428  * @param mask
429  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
430  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
431  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
432  * @return
433  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
434  */
435 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
436
437 /**
438  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
439  *
440  * @param mask
441  *   The mask describing the TX flags.
442  * @param buf
443  *   The output buffer.
444  * @param buflen
445  *   The length of the buffer.
446  * @return
447  *   0 on success, (-1) on error.
448  */
449 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
450
451 /**
452  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
453  * splitting it into multiple segments.
454  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
455  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
456  */
457 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
458 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
459         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
460
461 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
462  * mbuf */
463 __extension__
464 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
465 __extension__
466 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
467 __extension__
468 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
469                                * with a single assignment */
470
471 struct rte_mbuf_sched {
472         uint32_t queue_id;   /**< Queue ID. */
473         uint8_t traffic_class;
474         /**< Traffic class ID. Traffic class 0
475          * is the highest priority traffic class.
476          */
477         uint8_t color;
478         /**< Color. @see enum rte_color.*/
479         uint16_t reserved;   /**< Reserved. */
480 }; /**< Hierarchical scheduler */
481
482 /**
483  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
484  */
485 struct rte_mbuf {
486         MARKER cacheline0;
487
488         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
489         /**
490          * Physical address of segment buffer.
491          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
492          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
493          * working on vector drivers easier.
494          */
495         RTE_STD_C11
496         union {
497                 rte_iova_t buf_iova;
498                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
499         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
500
501         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
502         MARKER64 rearm_data;
503         uint16_t data_off;
504
505         /**
506          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
507          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
508          * It should only be accessed using the following functions:
509          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
510          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
511          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
512          * config option.
513          */
514         RTE_STD_C11
515         union {
516                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
517                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
518         };
519         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
520
521         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
522          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
523          */
524         uint16_t port;
525
526         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
527
528         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
529         MARKER rx_descriptor_fields1;
530
531         /*
532          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
533          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
534          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
535          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
536          * vlan is stripped from the data.
537          */
538         RTE_STD_C11
539         union {
540                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
541                 struct {
542                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
543                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
544                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
545                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
546                         RTE_STD_C11
547                         union {
548                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
549                                 /**< ESP next protocol type, valid if
550                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
551                                  * on both Tx and Rx.
552                                  */
553                                 __extension__
554                                 struct {
555                                         uint8_t inner_l2_type:4;
556                                         /**< Inner L2 type. */
557                                         uint8_t inner_l3_type:4;
558                                         /**< Inner L3 type. */
559                                 };
560                         };
561                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
562                 };
563         };
564
565         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
566         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
567         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
568         uint16_t vlan_tci;
569
570         RTE_STD_C11
571         union {
572                 union {
573                         uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
574                         struct {
575                                 union {
576                                         struct {
577                                                 uint16_t hash;
578                                                 uint16_t id;
579                                         };
580                                         uint32_t lo;
581                                         /**< Second 4 flexible bytes */
582                                 };
583                                 uint32_t hi;
584                                 /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent
585                                  * on PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags.
586                                  */
587                         } fdir; /**< Filter identifier if FDIR enabled */
588                         struct rte_mbuf_sched sched;
589                         /**< Hierarchical scheduler : 8 bytes */
590                         struct {
591                                 uint32_t reserved1;
592                                 uint16_t reserved2;
593                                 uint16_t txq;
594                                 /**< The event eth Tx adapter uses this field
595                                  * to store Tx queue id.
596                                  * @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
597                                  */
598                         } txadapter; /**< Eventdev ethdev Tx adapter */
599                         /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
600                         uint32_t usr;
601                 } hash;                   /**< hash information */
602                 struct {
603                         /**
604                          * Application specific metadata value
605                          * for egress flow rule match.
606                          * Valid if PKT_TX_METADATA is set.
607                          * Located here to allow conjunct use
608                          * with hash.sched.hi.
609                          */
610                         uint32_t tx_metadata;
611                         uint32_t reserved;
612                 };
613         };
614
615         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
616         uint16_t vlan_tci_outer;
617
618         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
619
620         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
621          * are not normalized but are always the same for a given port.
622          */
623         uint64_t timestamp;
624
625         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
626         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
627
628         RTE_STD_C11
629         union {
630                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
631                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
632         };
633
634         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
635         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
636
637         /* fields to support TX offloads */
638         RTE_STD_C11
639         union {
640                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
641                 __extension__
642                 struct {
643                         uint64_t l2_len:7;
644                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
645                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
646                          */
647                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
648                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
649                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
650
651                         /* fields for TX offloading of tunnels */
652                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
653                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
654
655                         /* uint64_t unused:8; */
656                 };
657         };
658
659         /** Size of the application private data. In case of an indirect
660          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
661         uint16_t priv_size;
662
663         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
664         uint16_t timesync;
665
666         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
667         uint32_t seqn;
668
669         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
670          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
671          */
672         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
673
674 } __rte_cache_aligned;
675
676 /**
677  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
678  */
679 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
680
681 /**
682  * Shared data at the end of an external buffer.
683  */
684 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
685         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
686         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
687         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
688 };
689
690 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
691 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
692
693 /**
694  * Prefetch the first part of the mbuf
695  *
696  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
697  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
698  * 64B, the second part will also be prefetched.
699  *
700  * @param m
701  *   The pointer to the mbuf.
702  */
703 static inline void
704 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
705 {
706         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
707 }
708
709 /**
710  * Prefetch the second part of the mbuf
711  *
712  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
713  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
714  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
715  * already in cache.
716  *
717  * @param m
718  *   The pointer to the mbuf.
719  */
720 static inline void
721 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
722 {
723 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
724         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
725 #else
726         RTE_SET_USED(m);
727 #endif
728 }
729
730
731 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
732
733 /**
734  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
735  *
736  * @param mb
737  *   The pointer to the mbuf.
738  * @return
739  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
740  */
741 static inline rte_iova_t
742 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
743 {
744         return mb->buf_iova + mb->data_off;
745 }
746
747 __rte_deprecated
748 static inline phys_addr_t
749 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
750 {
751         return rte_mbuf_data_iova(mb);
752 }
753
754 /**
755  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
756  *
757  * This function is used by drivers in their receive function, as it
758  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
759  * the default headroom in account.
760  *
761  * @param mb
762  *   The pointer to the mbuf.
763  * @return
764  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
765  */
766 static inline rte_iova_t
767 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
768 {
769         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
770 }
771
772 __rte_deprecated
773 static inline phys_addr_t
774 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
775 {
776         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
777 }
778
779 /**
780  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
781  *
782  * @param mi
783  *   The pointer to the indirect mbuf.
784  * @return
785  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
786  */
787 static inline struct rte_mbuf *
788 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
789 {
790         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
791 }
792
793 /**
794  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
795  *
796  * @param md
797  *   The pointer to the mbuf.
798  * @return
799  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
800  */
801 static inline char *
802 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
803 {
804         char *buffer_addr;
805         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
806         return buffer_addr;
807 }
808
809 /**
810  * Return the starting address of the private data area embedded in
811  * the given mbuf.
812  *
813  * Note that no check is made to ensure that a private data area
814  * actually exists in the supplied mbuf.
815  *
816  * @param m
817  *   The pointer to the mbuf.
818  * @return
819  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
820  */
821 static inline void * __rte_experimental
822 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
823 {
824         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
825 }
826
827 /**
828  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
829  * otherwise.
830  *
831  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
832  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
833  */
834 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
835
836 /**
837  * Deprecated.
838  * Use RTE_MBUF_CLONED().
839  */
840 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
841
842 /**
843  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
844  *
845  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
846  */
847 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
848
849 /**
850  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
851  *
852  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
853  * can be defined as a direct mbuf.
854  */
855 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
856         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
857
858 /**
859  * Private data in case of pktmbuf pool.
860  *
861  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
862  * appended after the mempool structure (in private data).
863  */
864 struct rte_pktmbuf_pool_private {
865         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
866         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
867 };
868
869 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
870
871 /**  check mbuf type in debug mode */
872 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
873
874 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
875
876 /**  check mbuf type in debug mode */
877 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
878
879 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
880
881 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
882
883 /**
884  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
885  * @param m
886  *   Mbuf to read
887  * @return
888  *   Reference count number.
889  */
890 static inline uint16_t
891 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
892 {
893         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
894 }
895
896 /**
897  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
898  * @param m
899  *   Mbuf to update
900  * @param new_value
901  *   Value set
902  */
903 static inline void
904 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
905 {
906         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
907 }
908
909 /* internal */
910 static inline uint16_t
911 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
912 {
913         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
914 }
915
916 /**
917  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
918  * @param m
919  *   Mbuf to update
920  * @param value
921  *   Value to add/subtract
922  * @return
923  *   Updated value
924  */
925 static inline uint16_t
926 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
927 {
928         /*
929          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
930          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
931          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
932          * operation has to be used because concurrent accesses on the
933          * reference counter can occur.
934          */
935         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
936                 ++value;
937                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
938                 return (uint16_t)value;
939         }
940
941         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
942 }
943
944 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
945
946 /* internal */
947 static inline uint16_t
948 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
949 {
950         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
951         return m->refcnt;
952 }
953
954 /**
955  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
956  */
957 static inline uint16_t
958 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
959 {
960         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
961 }
962
963 /**
964  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
965  */
966 static inline uint16_t
967 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
968 {
969         return m->refcnt;
970 }
971
972 /**
973  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
974  */
975 static inline void
976 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
977 {
978         m->refcnt = new_value;
979 }
980
981 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
982
983 /**
984  * Reads the refcnt of an external buffer.
985  *
986  * @param shinfo
987  *   Shared data of the external buffer.
988  * @return
989  *   Reference count number.
990  */
991 static inline uint16_t
992 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
993 {
994         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
995 }
996
997 /**
998  * Set refcnt of an external buffer.
999  *
1000  * @param shinfo
1001  *   Shared data of the external buffer.
1002  * @param new_value
1003  *   Value set
1004  */
1005 static inline void
1006 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1007         uint16_t new_value)
1008 {
1009         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
1014  * value.
1015  *
1016  * @param shinfo
1017  *   Shared data of the external buffer.
1018  * @param value
1019  *   Value to add/subtract
1020  * @return
1021  *   Updated value
1022  */
1023 static inline uint16_t
1024 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
1025         int16_t value)
1026 {
1027         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
1028                 ++value;
1029                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
1030                 return (uint16_t)value;
1031         }
1032
1033         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
1034 }
1035
1036 /** Mbuf prefetch */
1037 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1038         if ((m) != NULL)                        \
1039                 rte_prefetch0(m);               \
1040 } while (0)
1041
1042
1043 /**
1044  * Sanity checks on an mbuf.
1045  *
1046  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1047  * panic if corruption is detected.
1048  *
1049  * @param m
1050  *   The mbuf to be checked.
1051  * @param is_header
1052  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1053  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1054  */
1055 void
1056 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1057
1058 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
1059         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
1060         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
1061         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
1062         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
1063 } while (0)
1064
1065 /**
1066  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
1067  *
1068  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1069  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1070  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1071  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1072  *
1073  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1074  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1075  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1076  * by the caller.
1077  *
1078  * @param mp
1079  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1080  * @return
1081  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1082  *   - NULL if allocation failed.
1083  */
1084 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1085 {
1086         struct rte_mbuf *m;
1087
1088         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1089                 return NULL;
1090         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1091         return m;
1092 }
1093
1094 /**
1095  * Put mbuf back into its original mempool.
1096  *
1097  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1098  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1099  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1100  *
1101  * This function should be used with care, when optimization is
1102  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1103  * rte_pktmbuf_free_seg().
1104  *
1105  * @param m
1106  *   The mbuf to be freed.
1107  */
1108 static __rte_always_inline void
1109 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1110 {
1111         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1112         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1113         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1114         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1115         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1116         rte_mempool_put(m->pool, m);
1117 }
1118
1119 /**
1120  * The packet mbuf constructor.
1121  *
1122  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1123  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1124  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1125  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1126  *
1127  * @param mp
1128  *   The mempool from which mbufs originate.
1129  * @param opaque_arg
1130  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1131  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1132  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1133  * @param m
1134  *   The mbuf to initialize.
1135  * @param i
1136  *   The index of the mbuf in the pool table.
1137  */
1138 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1139                       void *m, unsigned i);
1140
1141
1142 /**
1143  * A  packet mbuf pool constructor.
1144  *
1145  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1146  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1147  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1148  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1149  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1150  * provide another packet size.
1151  *
1152  * @param mp
1153  *   The mempool from which mbufs originate.
1154  * @param opaque_arg
1155  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1156  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1157  *   rte_mempool_create().
1158  */
1159 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1160
1161 /**
1162  * Create a mbuf pool.
1163  *
1164  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1165  * a wrapper to rte_mempool functions.
1166  *
1167  * @param name
1168  *   The name of the mbuf pool.
1169  * @param n
1170  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1171  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1172  *   n = (2^q - 1).
1173  * @param cache_size
1174  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1175  *   details.
1176  * @param priv_size
1177  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1178  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1179  * @param data_room_size
1180  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1181  * @param socket_id
1182  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1183  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1184  *   reserved zone.
1185  * @return
1186  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1187  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1188  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1189  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1190  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1191  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1192  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1193  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1194  */
1195 struct rte_mempool *
1196 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1197         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1198         int socket_id);
1199
1200 /**
1201  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1202  *
1203  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1204  * a wrapper to rte_mempool functions.
1205  *
1206  * @param name
1207  *   The name of the mbuf pool.
1208  * @param n
1209  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1210  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1211  *   n = (2^q - 1).
1212  * @param cache_size
1213  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1214  *   details.
1215  * @param priv_size
1216  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1217  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1218  * @param data_room_size
1219  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1220  * @param socket_id
1221  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1222  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1223  *   reserved zone.
1224  * @param ops_name
1225  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1226  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1227  * @return
1228  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1229  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1230  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1231  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1232  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1233  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1234  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1235  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1236  */
1237 struct rte_mempool *
1238 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1239         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1240         int socket_id, const char *ops_name);
1241
1242 /**
1243  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1244  *
1245  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1246  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1247  *
1248  * @param mp
1249  *   The packet mbuf pool.
1250  * @return
1251  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1252  */
1253 static inline uint16_t
1254 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1255 {
1256         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1257
1258         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1259         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1260 }
1261
1262 /**
1263  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1264  *
1265  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1266  * structure and the data buffer where an application can store data
1267  * associated to a packet.
1268  *
1269  * @param mp
1270  *   The packet mbuf pool.
1271  * @return
1272  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1273  */
1274 static inline uint16_t
1275 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1276 {
1277         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1278
1279         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1280         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1281 }
1282
1283 /**
1284  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1285  *
1286  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1287  *
1288  * @param m
1289  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1290  */
1291 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1292 {
1293         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1294                                         (uint16_t)m->buf_len);
1295 }
1296
1297 /**
1298  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1299  *
1300  * The given mbuf must have only one segment.
1301  *
1302  * @param m
1303  *   The packet mbuf to be resetted.
1304  */
1305 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1306
1307 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1308 {
1309         m->next = NULL;
1310         m->pkt_len = 0;
1311         m->tx_offload = 0;
1312         m->vlan_tci = 0;
1313         m->vlan_tci_outer = 0;
1314         m->nb_segs = 1;
1315         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1316
1317         m->ol_flags = 0;
1318         m->packet_type = 0;
1319         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1320
1321         m->data_len = 0;
1322         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1323 }
1324
1325 /**
1326  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1327  *
1328  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1329  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1330  * (if buffer size allows).
1331  *
1332  * @param mp
1333  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1334  * @return
1335  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1336  *   - NULL if allocation failed.
1337  */
1338 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1339 {
1340         struct rte_mbuf *m;
1341         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1342                 rte_pktmbuf_reset(m);
1343         return m;
1344 }
1345
1346 /**
1347  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1348  * values.
1349  *
1350  *  @param pool
1351  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1352  *  @param mbufs
1353  *    Array of pointers to mbufs
1354  *  @param count
1355  *    Array size
1356  *  @return
1357  *   - 0: Success
1358  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1359  */
1360 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1361          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1362 {
1363         unsigned idx = 0;
1364         int rc;
1365
1366         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1367         if (unlikely(rc))
1368                 return rc;
1369
1370         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1371          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1372          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1373          * check if count is zero.
1374          */
1375         switch (count % 4) {
1376         case 0:
1377                 while (idx != count) {
1378                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1379                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1380                         idx++;
1381                         /* fall-through */
1382         case 3:
1383                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1384                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1385                         idx++;
1386                         /* fall-through */
1387         case 2:
1388                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1389                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1390                         idx++;
1391                         /* fall-through */
1392         case 1:
1393                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1394                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1395                         idx++;
1396                         /* fall-through */
1397                 }
1398         }
1399         return 0;
1400 }
1401
1402 /**
1403  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1404  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1405  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1406  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1407  * separately, this should not be called but application has to properly
1408  * initialize the shared data according to its need.
1409  *
1410  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1411  *
1412  * @warning
1413  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1414  * after this initialization. This shall be used for
1415  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1416  *
1417  * @param buf_addr
1418  *   The pointer to the external buffer.
1419  * @param [in,out] buf_len
1420  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1421  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1422  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1423  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1424  * @param free_cb
1425  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1426  *   freed.
1427  * @param fcb_opaque
1428  *   Argument for the free callback function.
1429  *
1430  * @return
1431  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1432  *   otherwise.
1433  */
1434 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1435 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1436         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1437 {
1438         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1439         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1440         void *addr;
1441
1442         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1443                                    sizeof(uintptr_t));
1444         if (addr <= buf_addr)
1445                 return NULL;
1446
1447         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1448         shinfo->free_cb = free_cb;
1449         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1450         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1451
1452         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1453         return shinfo;
1454 }
1455
1456 /**
1457  * Attach an external buffer to a mbuf.
1458  *
1459  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1460  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1461  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1462  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1463  *
1464  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1465  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1466  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1467  *
1468  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1469  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1470  * this API.
1471  *
1472  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1473  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1474  *
1475  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1476  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1477  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1478  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1479  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1480  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1481  *
1482  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1483  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1484  *                                             free_cb, fcb_arg);
1485  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1486  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1487  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1488  *
1489  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1490  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1491  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1492  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1493  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1494  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1495  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1496  *   external buffer is writable.
1497  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1498  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1499  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1500  *
1501  * @warning
1502  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1503  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1504  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1505  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1506  * having external buffer.
1507  *
1508  * @param m
1509  *   The pointer to the mbuf.
1510  * @param buf_addr
1511  *   The pointer to the external buffer.
1512  * @param buf_iova
1513  *   IO address of the external buffer.
1514  * @param buf_len
1515  *   The size of the external buffer.
1516  * @param shinfo
1517  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1518  */
1519 static inline void __rte_experimental
1520 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1521         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1522         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1523 {
1524         /* mbuf should not be read-only */
1525         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1526         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1527
1528         m->buf_addr = buf_addr;
1529         m->buf_iova = buf_iova;
1530         m->buf_len = buf_len;
1531
1532         m->data_len = 0;
1533         m->data_off = 0;
1534
1535         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1536         m->shinfo = shinfo;
1537 }
1538
1539 /**
1540  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1541  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1542  *
1543  * @param m
1544  *   The mbuf having external buffer.
1545  */
1546 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1547
1548 /**
1549  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1550  *
1551  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1552  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1553  * external buffer instead of mbuf indirection.
1554  *
1555  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1556  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1557  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1558  *
1559  * Right now, not supported:
1560  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1561  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1562  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1563  *
1564  * @param mi
1565  *   The indirect packet mbuf.
1566  * @param m
1567  *   The packet mbuf we're attaching to.
1568  */
1569 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1570 {
1571         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1572             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1573
1574         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1575                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1576                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1577                 mi->shinfo = m->shinfo;
1578         } else {
1579                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1580                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1581                 mi->priv_size = m->priv_size;
1582                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1583         }
1584
1585         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1586         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1587         mi->buf_len = m->buf_len;
1588
1589         mi->data_off = m->data_off;
1590         mi->data_len = m->data_len;
1591         mi->port = m->port;
1592         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1593         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1594         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1595         mi->hash = m->hash;
1596
1597         mi->next = NULL;
1598         mi->pkt_len = mi->data_len;
1599         mi->nb_segs = 1;
1600         mi->packet_type = m->packet_type;
1601         mi->timestamp = m->timestamp;
1602
1603         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1604         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1605 }
1606
1607 /**
1608  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1609  *
1610  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1611  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1612  * callback.
1613  */
1614 static inline void
1615 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1616 {
1617         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1618         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1619
1620         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1621                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1622 }
1623
1624 /**
1625  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1626  *
1627  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1628  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1629  */
1630 static inline void
1631 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1632 {
1633         struct rte_mbuf *md;
1634
1635         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1636
1637         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1638
1639         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1640                 md->next = NULL;
1641                 md->nb_segs = 1;
1642                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1643                 rte_mbuf_raw_free(md);
1644         }
1645 }
1646
1647 /**
1648  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1649  *
1650  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1651  *    becomes zero.
1652  *  - restore original mbuf address and length values.
1653  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1654  *
1655  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1656  *
1657  * @param m
1658  *   The indirect attached packet mbuf.
1659  */
1660 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1661 {
1662         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1663         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1664         uint16_t priv_size;
1665
1666         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1667                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1668         else
1669                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1670
1671         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1672         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1673         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1674
1675         m->priv_size = priv_size;
1676         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1677         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1678         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1679         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1680         m->data_len = 0;
1681         m->ol_flags = 0;
1682 }
1683
1684 /**
1685  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1686  *
1687  * This function does the same than a free, except that it does not
1688  * return the segment to its pool.
1689  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1690  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1691  *
1692  * @param m
1693  *   The mbuf to be unlinked
1694  * @return
1695  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1696  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1697  */
1698 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1699 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1700 {
1701         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1702
1703         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1704
1705                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1706                         rte_pktmbuf_detach(m);
1707
1708                 if (m->next != NULL) {
1709                         m->next = NULL;
1710                         m->nb_segs = 1;
1711                 }
1712
1713                 return m;
1714
1715         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1716
1717                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1718                         rte_pktmbuf_detach(m);
1719
1720                 if (m->next != NULL) {
1721                         m->next = NULL;
1722                         m->nb_segs = 1;
1723                 }
1724                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1725
1726                 return m;
1727         }
1728         return NULL;
1729 }
1730
1731 /**
1732  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1733  *
1734  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1735  * buffers.
1736  *
1737  * @param m
1738  *   The packet mbuf segment to be freed.
1739  */
1740 static __rte_always_inline void
1741 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1742 {
1743         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1744         if (likely(m != NULL))
1745                 rte_mbuf_raw_free(m);
1746 }
1747
1748 /**
1749  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1750  *
1751  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1752  * segment is added back into its original mempool.
1753  *
1754  * @param m
1755  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1756  */
1757 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1758 {
1759         struct rte_mbuf *m_next;
1760
1761         if (m != NULL)
1762                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1763
1764         while (m != NULL) {
1765                 m_next = m->next;
1766                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1767                 m = m_next;
1768         }
1769 }
1770
1771 /**
1772  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1773  *
1774  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1775  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1776  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1777  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1778  * from the original packet mbuf.
1779  *
1780  * @param md
1781  *   The packet mbuf to be cloned.
1782  * @param mp
1783  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1784  * @return
1785  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1786  *   - NULL if allocation fails.
1787  */
1788 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1789                 struct rte_mempool *mp)
1790 {
1791         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1792         uint32_t pktlen;
1793         uint16_t nseg;
1794
1795         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1796                 return NULL;
1797
1798         mi = mc;
1799         prev = &mi->next;
1800         pktlen = md->pkt_len;
1801         nseg = 0;
1802
1803         do {
1804                 nseg++;
1805                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1806                 *prev = mi;
1807                 prev = &mi->next;
1808         } while ((md = md->next) != NULL &&
1809             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1810
1811         *prev = NULL;
1812         mc->nb_segs = nseg;
1813         mc->pkt_len = pktlen;
1814
1815         /* Allocation of new indirect segment failed */
1816         if (unlikely (mi == NULL)) {
1817                 rte_pktmbuf_free(mc);
1818                 return NULL;
1819         }
1820
1821         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1822         return mc;
1823 }
1824
1825 /**
1826  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1827  *
1828  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1829  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1830  *
1831  * @param m
1832  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1833  * @param v
1834  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1835  */
1836 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1837 {
1838         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1839
1840         do {
1841                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1842         } while ((m = m->next) != NULL);
1843 }
1844
1845 /**
1846  * Get the headroom in a packet mbuf.
1847  *
1848  * @param m
1849  *   The packet mbuf.
1850  * @return
1851  *   The length of the headroom.
1852  */
1853 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1854 {
1855         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1856         return m->data_off;
1857 }
1858
1859 /**
1860  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1861  *
1862  * @param m
1863  *   The packet mbuf.
1864  * @return
1865  *   The length of the tailroom.
1866  */
1867 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1868 {
1869         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1870         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1871                           m->data_len);
1872 }
1873
1874 /**
1875  * Get the last segment of the packet.
1876  *
1877  * @param m
1878  *   The packet mbuf.
1879  * @return
1880  *   The last segment of the given mbuf.
1881  */
1882 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1883 {
1884         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1885         while (m->next != NULL)
1886                 m = m->next;
1887         return m;
1888 }
1889
1890 /**
1891  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1892  *
1893  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1894  * function, the user must ensure that the first segment is large
1895  * enough to accommodate its data.
1896  *
1897  * @param m
1898  *   The packet mbuf.
1899  * @param o
1900  *   The offset into the mbuf data.
1901  * @param t
1902  *   The type to cast the result into.
1903  */
1904 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1905         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1906
1907 /**
1908  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1909  *
1910  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1911  * function, the user must ensure that the first segment is large
1912  * enough to accommodate its data.
1913  *
1914  * @param m
1915  *   The packet mbuf.
1916  * @param t
1917  *   The type to cast the result into.
1918  */
1919 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1920
1921 /**
1922  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1923  * start of the data in the mbuf
1924  *
1925  * @param m
1926  *   The packet mbuf.
1927  * @param o
1928  *   The offset into the data to calculate address from.
1929  */
1930 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1931         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1932
1933 /* deprecated */
1934 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1935         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1936
1937 /**
1938  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1939  * data in the mbuf
1940  *
1941  * @param m
1942  *   The packet mbuf.
1943  */
1944 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1945
1946 /* deprecated */
1947 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1948
1949 /**
1950  * A macro that returns the length of the packet.
1951  *
1952  * The value can be read or assigned.
1953  *
1954  * @param m
1955  *   The packet mbuf.
1956  */
1957 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1958
1959 /**
1960  * A macro that returns the length of the segment.
1961  *
1962  * The value can be read or assigned.
1963  *
1964  * @param m
1965  *   The packet mbuf.
1966  */
1967 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1968
1969 /**
1970  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1971  *
1972  * Returns a pointer to the new
1973  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1974  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1975  *
1976  * @param m
1977  *   The pkt mbuf.
1978  * @param len
1979  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1980  * @return
1981  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1982  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1983  */
1984 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1985                                         uint16_t len)
1986 {
1987         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1988
1989         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1990                 return NULL;
1991
1992         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1993          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1994          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1995         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1996         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1997         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1998
1999         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2000 }
2001
2002 /**
2003  * Append len bytes to an mbuf.
2004  *
2005  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
2006  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
2007  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
2008  *
2009  * @param m
2010  *   The packet mbuf.
2011  * @param len
2012  *   The amount of data to append (in bytes).
2013  * @return
2014  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
2015  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
2016  */
2017 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2018 {
2019         void *tail;
2020         struct rte_mbuf *m_last;
2021
2022         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2023
2024         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2025         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
2026                 return NULL;
2027
2028         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
2029         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
2030         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
2031         return (char*) tail;
2032 }
2033
2034 /**
2035  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
2036  *
2037  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
2038  * length is greater than the length of the first segment, then the
2039  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
2040  *
2041  * @param m
2042  *   The packet mbuf.
2043  * @param len
2044  *   The amount of data to remove (in bytes).
2045  * @return
2046  *   A pointer to the new start of the data.
2047  */
2048 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2049 {
2050         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2051
2052         if (unlikely(len > m->data_len))
2053                 return NULL;
2054
2055         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2056          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
2057          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2058         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
2059         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
2060         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2061         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2062 }
2063
2064 /**
2065  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2066  *
2067  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2068  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2069  *
2070  * @param m
2071  *   The packet mbuf.
2072  * @param len
2073  *   The amount of data to remove (in bytes).
2074  * @return
2075  *   - 0: On success.
2076  *   - -1: On error.
2077  */
2078 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2079 {
2080         struct rte_mbuf *m_last;
2081
2082         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2083
2084         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2085         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2086                 return -1;
2087
2088         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2089         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2090         return 0;
2091 }
2092
2093 /**
2094  * Test if mbuf data is contiguous.
2095  *
2096  * @param m
2097  *   The packet mbuf.
2098  * @return
2099  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2100  *   - 0, if there is several segments.
2101  */
2102 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2103 {
2104         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2105         return !!(m->nb_segs == 1);
2106 }
2107
2108 /**
2109  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2110  */
2111 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2112         uint32_t len, void *buf);
2113
2114 /**
2115  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2116  *
2117  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2118  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2119  * pointer.
2120  *
2121  * @param m
2122  *   The pointer to the mbuf.
2123  * @param off
2124  *   The offset of the data in the mbuf.
2125  * @param len
2126  *   The amount of bytes to read.
2127  * @param buf
2128  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2129  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2130  * @return
2131  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2132  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2133  */
2134 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2135         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2136 {
2137         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2138                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2139         else
2140                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2141 }
2142
2143 /**
2144  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2145  *
2146  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2147  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2148  * chain the entries manually.
2149  *
2150  * @param head
2151  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2152  * @param tail
2153  *   The mbuf to put last in the chain
2154  *
2155  * @return
2156  *   - 0, on success.
2157  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2158  */
2159 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2160 {
2161         struct rte_mbuf *cur_tail;
2162
2163         /* Check for number-of-segments-overflow */
2164         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2165                 return -EOVERFLOW;
2166
2167         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2168         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2169         cur_tail->next = tail;
2170
2171         /* accumulate number of segments and total length.
2172          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2173          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2174          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2175         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2176         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2177
2178         /* pkt_len is only set in the head */
2179         tail->pkt_len = tail->data_len;
2180
2181         return 0;
2182 }
2183
2184 /**
2185  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2186  *
2187  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2188  *
2189  * @param m
2190  *   The packet mbuf to be validated.
2191  * @return
2192  *   0 if packet is valid
2193  */
2194 static inline int
2195 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2196 {
2197         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2198         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2199
2200         /* Does packet set any of available offloads? */
2201         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2202                 return 0;
2203
2204         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2205                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2206                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2207                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2208                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2209                                   m->outer_l3_len;
2210
2211         /* Headers are fragmented */
2212         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2213                 return -ENOTSUP;
2214
2215         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2216         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2217                 return -EINVAL;
2218
2219         /* IP type not set when required */
2220         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2221                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2222                         return -EINVAL;
2223
2224         /* Check requirements for TSO packet */
2225         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2226                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2227                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2228                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2229                         return -EINVAL;
2230
2231         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2232         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2233                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2234                 return -EINVAL;
2235
2236         return 0;
2237 }
2238
2239 /**
2240  * Linearize data in mbuf.
2241  *
2242  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2243  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2244  *
2245  * @param mbuf
2246  *   mbuf to linearize
2247  * @return
2248  *   - 0, on success
2249  *   - -1, on error
2250  */
2251 static inline int
2252 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2253 {
2254         size_t seg_len, copy_len;
2255         struct rte_mbuf *m;
2256         struct rte_mbuf *m_next;
2257         char *buffer;
2258
2259         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2260                 return 0;
2261
2262         /* Extend first segment to the total packet length */
2263         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2264
2265         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2266                 return -1;
2267
2268         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2269         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2270
2271         /* Append data from next segments to the first one */
2272         m = mbuf->next;
2273         while (m != NULL) {
2274                 m_next = m->next;
2275
2276                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2277                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2278                 buffer += seg_len;
2279
2280                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2281                 m = m_next;
2282         }
2283
2284         mbuf->next = NULL;
2285         mbuf->nb_segs = 1;
2286
2287         return 0;
2288 }
2289
2290 /**
2291  * Dump an mbuf structure to a file.
2292  *
2293  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2294  * segments (in the case of a chained buffer).
2295  *
2296  * @param f
2297  *   A pointer to a file for output
2298  * @param m
2299  *   The packet mbuf.
2300  * @param dump_len
2301  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2302  *   the packet.
2303  */
2304 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2305
2306 /**
2307  * Get the value of mbuf sched queue_id field.
2308  */
2309 static inline uint32_t
2310 rte_mbuf_sched_queue_get(const struct rte_mbuf *m)
2311 {
2312         return m->hash.sched.queue_id;
2313 }
2314
2315 /**
2316  * Get the value of mbuf sched traffic_class field.
2317  */
2318 static inline uint8_t
2319 rte_mbuf_sched_traffic_class_get(const struct rte_mbuf *m)
2320 {
2321         return m->hash.sched.traffic_class;
2322 }
2323
2324 /**
2325  * Get the value of mbuf sched color field.
2326  */
2327 static inline uint8_t
2328 rte_mbuf_sched_color_get(const struct rte_mbuf *m)
2329 {
2330         return m->hash.sched.color;
2331 }
2332
2333 /**
2334  * Get the values of mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
2335  *
2336  * @param m
2337  *   Mbuf to read
2338  * @param queue_id
2339  *  Returns the queue id
2340  * @param traffic_class
2341  *  Returns the traffic class id
2342  * @param color
2343  *  Returns the colour id
2344  */
2345 static inline void
2346 rte_mbuf_sched_get(const struct rte_mbuf *m, uint32_t *queue_id,
2347                         uint8_t *traffic_class,
2348                         uint8_t *color)
2349 {
2350         struct rte_mbuf_sched sched = m->hash.sched;
2351
2352         *queue_id = sched.queue_id;
2353         *traffic_class = sched.traffic_class;
2354         *color = sched.color;
2355 }
2356
2357 /**
2358  * Set the mbuf sched queue_id to the defined value.
2359  */
2360 static inline void
2361 rte_mbuf_sched_queue_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id)
2362 {
2363         m->hash.sched.queue_id = queue_id;
2364 }
2365
2366 /**
2367  * Set the mbuf sched traffic_class id to the defined value.
2368  */
2369 static inline void
2370 rte_mbuf_sched_traffic_class_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t traffic_class)
2371 {
2372         m->hash.sched.traffic_class = traffic_class;
2373 }
2374
2375 /**
2376  * Set the mbuf sched color id to the defined value.
2377  */
2378 static inline void
2379 rte_mbuf_sched_color_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t color)
2380 {
2381         m->hash.sched.color = color;
2382 }
2383
2384 /**
2385  * Set the mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
2386  *
2387  * @param m
2388  *   Mbuf to set
2389  * @param queue_id
2390  *  Queue id value to be set
2391  * @param traffic_class
2392  *  Traffic class id value to be set
2393  * @param color
2394  *  Color id to be set
2395  */
2396 static inline void
2397 rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
2398                         uint8_t traffic_class,
2399                         uint8_t color)
2400 {
2401         m->hash.sched = (struct rte_mbuf_sched){
2402                                 .queue_id = queue_id,
2403                                 .traffic_class = traffic_class,
2404                                 .color = color,
2405                         };
2406 }
2407
2408 #ifdef __cplusplus
2409 }
2410 #endif
2411
2412 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */