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