mbuf: extend flow director field
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   All rights reserved.
6  *
7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
9  *   are met:
10  *
11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *       the documentation and/or other materials provided with the
16  *       distribution.
17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *       from this software without specific prior written permission.
20  *
21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 #ifndef _RTE_MBUF_H_
35 #define _RTE_MBUF_H_
36
37 /**
38  * @file
39  * RTE Mbuf
40  *
41  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
42  * that may be used by the RTE application to store message
43  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
44  * RTE mempool library.
45  *
46  * This library provide an API to allocate/free packet mbufs, which are
47  * used to carry network packets.
48  *
49  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
50  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
51  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
52  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
53  */
54
55 #include <stdint.h>
56 #include <rte_mempool.h>
57 #include <rte_atomic.h>
58 #include <rte_prefetch.h>
59 #include <rte_branch_prediction.h>
60
61 #ifdef __cplusplus
62 extern "C" {
63 #endif
64
65 /* deprecated feature, renamed in RTE_MBUF_REFCNT */
66 #pragma GCC poison RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
67
68 /*
69  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
70  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
71  *
72  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
73  *   flags.
74  * - The most-significant 8 bits are reserved for generic mbuf flags
75  * - TX flags therefore start at bit position 55 (i.e. 63-8), and new flags get
76  *   added to the right of the previously defined flags
77  */
78 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)  /**< RX packet is a 802.1q VLAN packet. */
79 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
80 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
81 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)  /**< L4 cksum of RX pkt. is not OK. */
82 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)  /**< IP cksum of RX pkt. is not OK. */
83 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (0ULL << 0)  /**< External IP header checksum error. */
84 #define PKT_RX_OVERSIZE      (0ULL << 0)  /**< Num of desc of an RX pkt oversize. */
85 #define PKT_RX_HBUF_OVERFLOW (0ULL << 0)  /**< Header buffer overflow. */
86 #define PKT_RX_RECIP_ERR     (0ULL << 0)  /**< Hardware processing error. */
87 #define PKT_RX_MAC_ERR       (0ULL << 0)  /**< MAC error. */
88 #define PKT_RX_IPV4_HDR      (1ULL << 5)  /**< RX packet with IPv4 header. */
89 #define PKT_RX_IPV4_HDR_EXT  (1ULL << 6)  /**< RX packet with extended IPv4 header. */
90 #define PKT_RX_IPV6_HDR      (1ULL << 7)  /**< RX packet with IPv6 header. */
91 #define PKT_RX_IPV6_HDR_EXT  (1ULL << 8)  /**< RX packet with extended IPv6 header. */
92 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
93 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
94 #define PKT_RX_TUNNEL_IPV4_HDR (1ULL << 11) /**< RX tunnel packet with IPv4 header.*/
95 #define PKT_RX_TUNNEL_IPV6_HDR (1ULL << 12) /**< RX tunnel packet with IPv6 header. */
96 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
97 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
98
99 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 55) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
100 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54) /**< IP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
101 #define PKT_TX_VXLAN_CKSUM   (1ULL << 50) /**< TX checksum of VXLAN computed by NIC */
102 #define PKT_TX_IPV4_CSUM     PKT_TX_IP_CKSUM /**< Alias of PKT_TX_IP_CKSUM. */
103 #define PKT_TX_IPV4          PKT_RX_IPV4_HDR /**< IPv4 with no IP checksum offload. */
104 #define PKT_TX_IPV6          PKT_RX_IPV6_HDR /**< IPv6 packet */
105
106 /*
107  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled.
108  *     00: Reserved
109  *     01: TCP checksum
110  *     10: SCTP checksum
111  *     11: UDP checksum
112  */
113 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
114 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
115 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
116 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
117 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
118
119 /* Bit 51 - IEEE1588*/
120 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
121
122 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
123 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
124
125 /**
126  * Bit Mask to indicate what bits required for building TX context
127  */
128 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (PKT_TX_VLAN_PKT | PKT_TX_IP_CKSUM | PKT_TX_L4_MASK)
129
130 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
131  * mbuf */
132 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
133 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
134                                * with a single assignment */
135 /**
136  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
137  */
138 struct rte_mbuf {
139         MARKER cacheline0;
140
141         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
142         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
143
144         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
145         MARKER64 rearm_data;
146         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
147         uint16_t data_off;
148
149         /**
150          * 16-bit Reference counter.
151          * It should only be accessed using the following functions:
152          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
153          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
154          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
155          * config option.
156          */
157         union {
158 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
159                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
160                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
161 #endif
162                 uint16_t refcnt_reserved;     /**< Do not use this field */
163         };
164         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
165         uint8_t port;             /**< Input port. */
166
167         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
168
169         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
170         MARKER rx_descriptor_fields1;
171
172         /**
173          * The packet type, which is used to indicate ordinary packet and also
174          * tunneled packet format, i.e. each number is represented a type of
175          * packet.
176          */
177         uint16_t packet_type;
178
179         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
180         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
181         uint16_t vlan_tci;        /**< VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
182         uint16_t reserved;
183         union {
184                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
185                 struct {
186                         union {
187                                 struct {
188                                         uint16_t hash;
189                                         uint16_t id;
190                                 };
191                                 uint32_t lo;
192                                 /**< Second 4 flexible bytes */
193                         };
194                         uint32_t hi;
195                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
196                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
197                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
198                 uint32_t sched;   /**< Hierarchical scheduler */
199                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See @rte_distributor_process */
200         } hash;                   /**< hash information */
201
202         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
203         MARKER cacheline1 __rte_cache_aligned;
204
205         union {
206                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
207                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
208         };
209
210         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
211         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
212
213         /* fields to support TX offloads */
214         union {
215                 uint16_t l2_l3_len; /**< combined l2/l3 lengths as single var */
216                 struct {
217                         uint16_t l3_len:9;      /**< L3 (IP) Header Length. */
218                         uint16_t l2_len:7;      /**< L2 (MAC) Header Length. */
219                 };
220         };
221
222         /* fields for TX offloading of tunnels */
223         union {
224                 uint16_t inner_l2_l3_len;
225                 /**< combined inner l2/l3 lengths as single var */
226                 struct {
227                         uint16_t inner_l3_len:9;
228                         /**< inner L3 (IP) Header Length. */
229                         uint16_t inner_l2_len:7;
230                         /**< inner L2 (MAC) Header Length. */
231                 };
232         };
233 } __rte_cache_aligned;
234
235 /**
236  * Given the buf_addr returns the pointer to corresponding mbuf.
237  */
238 #define RTE_MBUF_FROM_BADDR(ba)     (((struct rte_mbuf *)(ba)) - 1)
239
240 /**
241  * Given the pointer to mbuf returns an address where it's  buf_addr
242  * should point to.
243  */
244 #define RTE_MBUF_TO_BADDR(mb)       (((struct rte_mbuf *)(mb)) + 1)
245
246 /**
247  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
248  */
249 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   (RTE_MBUF_FROM_BADDR((mb)->buf_addr) != (mb))
250
251 /**
252  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
253  */
254 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (RTE_MBUF_FROM_BADDR((mb)->buf_addr) == (mb))
255
256
257 /**
258  * Private data in case of pktmbuf pool.
259  *
260  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
261  * appended after the mempool structure (in private data).
262  */
263 struct rte_pktmbuf_pool_private {
264         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf.*/
265 };
266
267 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
268
269 /**  check mbuf type in debug mode */
270 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
271
272 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
273 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h)    do {       \
274         if ((m) != NULL)                                   \
275                 rte_mbuf_sanity_check(m, is_h);          \
276 } while (0)
277
278 /**  MBUF asserts in debug mode */
279 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                                         \
280 if (!(exp)) {                                                        \
281         rte_panic("line%d\tassert \"" #exp "\" failed\n", __LINE__); \
282 }
283
284 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
285
286 /**  check mbuf type in debug mode */
287 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
288
289 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
290 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h) do { } while (0)
291
292 /**  MBUF asserts in debug mode */
293 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                do { } while (0)
294
295 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
296
297 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
298 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
299
300 /**
301  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
302  * @param m
303  *   Mbuf to update
304  * @param value
305  *   Value to add/subtract
306  * @return
307  *   Updated value
308  */
309 static inline uint16_t
310 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
311 {
312         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
313 }
314
315 /**
316  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
317  * @param m
318  *   Mbuf to read
319  * @return
320  *   Reference count number.
321  */
322 static inline uint16_t
323 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
324 {
325         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
326 }
327
328 /**
329  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
330  * @param m
331  *   Mbuf to update
332  * @param new_value
333  *   Value set
334  */
335 static inline void
336 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
337 {
338         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
339 }
340
341 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
342
343 /**
344  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
345  */
346 static inline uint16_t
347 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
348 {
349         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
350         return m->refcnt;
351 }
352
353 /**
354  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
355  */
356 static inline uint16_t
357 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
358 {
359         return m->refcnt;
360 }
361
362 /**
363  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
364  */
365 static inline void
366 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
367 {
368         m->refcnt = new_value;
369 }
370
371 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
372
373 /** Mbuf prefetch */
374 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
375         if ((m) != NULL)                        \
376                 rte_prefetch0(m);               \
377 } while (0)
378
379 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT */
380
381 /** Mbuf prefetch */
382 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do { } while(0)
383
384 #define rte_mbuf_refcnt_set(m,v) do { } while(0)
385
386 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
387
388
389 /**
390  * Sanity checks on an mbuf.
391  *
392  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
393  * panic if corruption is detected.
394  *
395  * @param m
396  *   The mbuf to be checked.
397  * @param is_header
398  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
399  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
400  */
401 void
402 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
403
404 /**
405  * @internal Allocate a new mbuf from mempool *mp*.
406  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
407  * Please use rte_pktmbuf_alloc().
408  *
409  * @param mp
410  *   The mempool from which mbuf is allocated.
411  * @return
412  *   - The pointer to the new mbuf on success.
413  *   - NULL if allocation failed.
414  */
415 static inline struct rte_mbuf *__rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
416 {
417         struct rte_mbuf *m;
418         void *mb = NULL;
419         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
420                 return NULL;
421         m = (struct rte_mbuf *)mb;
422 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
423         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
424         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
425 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
426         return (m);
427 }
428
429 /**
430  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
431  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
432  * Please use rte_pktmbuf_free().
433  *
434  * @param m
435  *   The mbuf to be freed.
436  */
437 static inline void __attribute__((always_inline))
438 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
439 {
440 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
441         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
442 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
443         rte_mempool_put(m->pool, m);
444 }
445
446 /* Operations on ctrl mbuf */
447
448 /**
449  * The control mbuf constructor.
450  *
451  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
452  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
453  * start address, and so on). This function is given as a callback function
454  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
455  *
456  * @param mp
457  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
458  * @param opaque_arg
459  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
460  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
461  *   parameter of rte_mempool_create().
462  * @param m
463  *   The mbuf to initialize.
464  * @param i
465  *   The index of the mbuf in the pool table.
466  */
467 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
468                 void *m, unsigned i);
469
470 /**
471  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
472  *
473  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
474  * buffer, and with a length of zero.
475  *
476  * @param mp
477  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
478  * @return
479  *   - The pointer to the new mbuf on success.
480  *   - NULL if allocation failed.
481  */
482 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
483
484 /**
485  * Free a control mbuf back into its original mempool.
486  *
487  * @param m
488  *   The control mbuf to be freed.
489  */
490 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
491
492 /**
493  * A macro that returns the pointer to the carried data.
494  *
495  * The value that can be read or assigned.
496  *
497  * @param m
498  *   The control mbuf.
499  */
500 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
501
502 /**
503  * A macro that returns the length of the carried data.
504  *
505  * The value that can be read or assigned.
506  *
507  * @param m
508  *   The control mbuf.
509  */
510 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
511
512 /**
513  * Tests if an mbuf is a control mbuf
514  *
515  * @param m
516  *   The mbuf to be tested
517  * @return
518  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
519  *   - False(0) otherwise
520  */
521 static inline int
522 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
523 {
524         return (!!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG));
525 }
526
527 /* Operations on pkt mbuf */
528
529 /**
530  * The packet mbuf constructor.
531  *
532  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
533  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
534  * address, and so on). This function is given as a callback function to
535  * rte_mempool_create() at pool creation time.
536  *
537  * @param mp
538  *   The mempool from which mbufs originate.
539  * @param opaque_arg
540  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
541  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
542  *   parameter of rte_mempool_create().
543  * @param m
544  *   The mbuf to initialize.
545  * @param i
546  *   The index of the mbuf in the pool table.
547  */
548 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
549                       void *m, unsigned i);
550
551
552 /**
553  * A  packet mbuf pool constructor.
554  *
555  * This function initializes the mempool private data in the case of a
556  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
557  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
558  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
559  * provide another packet size.
560  *
561  * @param mp
562  *   The mempool from which mbufs originate.
563  * @param opaque_arg
564  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
565  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
566  *   parameter of rte_mempool_create().
567  */
568 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
569
570 /**
571  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
572  *
573  * The given mbuf must have only one segment.
574  *
575  * @param m
576  *   The packet mbuf to be resetted.
577  */
578 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
579 {
580         m->next = NULL;
581         m->pkt_len = 0;
582         m->l2_l3_len = 0;
583         m->inner_l2_l3_len = 0;
584         m->vlan_tci = 0;
585         m->nb_segs = 1;
586         m->port = 0xff;
587
588         m->ol_flags = 0;
589         m->packet_type = 0;
590         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
591                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
592
593         m->data_len = 0;
594         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
595 }
596
597 /**
598  * Allocate a new mbuf from a mempool.
599  *
600  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
601  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
602  * (if buffer size allows).
603  *
604  * @param mp
605  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
606  * @return
607  *   - The pointer to the new mbuf on success.
608  *   - NULL if allocation failed.
609  */
610 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
611 {
612         struct rte_mbuf *m;
613         if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
614                 rte_pktmbuf_reset(m);
615         return (m);
616 }
617
618 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
619
620 /**
621  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
622  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
623  * while mbuf we attached to as 'direct'.
624  * Right now, not supported:
625  *  - attachment to indirect mbuf (e.g. - md  has to be direct).
626  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
627  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
628  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
629  *
630  * @param mi
631  *   The indirect packet mbuf.
632  * @param md
633  *   The direct packet mbuf.
634  */
635
636 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *md)
637 {
638         RTE_MBUF_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(md) &&
639             RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
640             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
641
642         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
643         mi->buf_physaddr = md->buf_physaddr;
644         mi->buf_addr = md->buf_addr;
645         mi->buf_len = md->buf_len;
646
647         mi->next = md->next;
648         mi->data_off = md->data_off;
649         mi->data_len = md->data_len;
650         mi->port = md->port;
651         mi->vlan_tci = md->vlan_tci;
652         mi->l2_l3_len = md->l2_l3_len;
653         mi->inner_l2_l3_len = md->inner_l2_l3_len;
654         mi->hash = md->hash;
655
656         mi->next = NULL;
657         mi->pkt_len = mi->data_len;
658         mi->nb_segs = 1;
659         mi->ol_flags = md->ol_flags;
660         mi->packet_type = md->packet_type;
661
662         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
663         __rte_mbuf_sanity_check(md, 0);
664 }
665
666 /**
667  * Detach an indirect packet mbuf -
668  *  - restore original mbuf address and length values.
669  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
670  *  All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
671  *
672  * @param m
673  *   The indirect attached packet mbuf.
674  */
675
676 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
677 {
678         const struct rte_mempool *mp = m->pool;
679         void *buf = RTE_MBUF_TO_BADDR(m);
680         uint32_t buf_len = mp->elt_size - sizeof(*m);
681         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + sizeof (*m);
682
683         m->buf_addr = buf;
684         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
685
686         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
687                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
688
689         m->data_len = 0;
690 }
691
692 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
693
694
695 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
696 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
697 {
698         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
699
700 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
701         if (likely (rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1) ||
702                         likely (rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
703                 struct rte_mbuf *md = RTE_MBUF_FROM_BADDR(m->buf_addr);
704
705                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 0);
706
707                 /* if this is an indirect mbuf, then
708                  *  - detach mbuf
709                  *  - free attached mbuf segment
710                  */
711                 if (unlikely (md != m)) {
712                         rte_pktmbuf_detach(m);
713                         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
714                                 __rte_mbuf_raw_free(md);
715                 }
716 #endif
717                 return(m);
718 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
719         }
720         return (NULL);
721 #endif
722 }
723
724 /**
725  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
726  *
727  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
728  * buffers.
729  *
730  * @param m
731  *   The packet mbuf segment to be freed.
732  */
733 static inline void __attribute__((always_inline))
734 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
735 {
736         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
737                 m->next = NULL;
738                 __rte_mbuf_raw_free(m);
739         }
740 }
741
742 /**
743  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
744  *
745  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
746  * segment is added back into its original mempool.
747  *
748  * @param m
749  *   The packet mbuf to be freed.
750  */
751 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
752 {
753         struct rte_mbuf *m_next;
754
755         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
756
757         while (m != NULL) {
758                 m_next = m->next;
759                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
760                 m = m_next;
761         }
762 }
763
764 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT
765
766 /**
767  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
768  *
769  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
770  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
771  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
772  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
773  * from the original packet mbuf.
774  *
775  * @param md
776  *   The packet mbuf to be cloned.
777  * @param mp
778  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
779  * @return
780  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
781  *   - NULL if allocation fails.
782  */
783 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
784                 struct rte_mempool *mp)
785 {
786         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
787         uint32_t pktlen;
788         uint8_t nseg;
789
790         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
791                 return (NULL);
792
793         mi = mc;
794         prev = &mi->next;
795         pktlen = md->pkt_len;
796         nseg = 0;
797
798         do {
799                 nseg++;
800                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
801                 *prev = mi;
802                 prev = &mi->next;
803         } while ((md = md->next) != NULL &&
804             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
805
806         *prev = NULL;
807         mc->nb_segs = nseg;
808         mc->pkt_len = pktlen;
809
810         /* Allocation of new indirect segment failed */
811         if (unlikely (mi == NULL)) {
812                 rte_pktmbuf_free(mc);
813                 return (NULL);
814         }
815
816         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
817         return (mc);
818 }
819
820 /**
821  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
822  *
823  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
824  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
825  *
826  * @param m
827  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
828  * @param v
829  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
830  */
831 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
832 {
833         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
834
835         do {
836                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
837         } while ((m = m->next) != NULL);
838 }
839
840 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT */
841
842 /**
843  * Get the headroom in a packet mbuf.
844  *
845  * @param m
846  *   The packet mbuf.
847  * @return
848  *   The length of the headroom.
849  */
850 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
851 {
852         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
853         return m->data_off;
854 }
855
856 /**
857  * Get the tailroom of a packet mbuf.
858  *
859  * @param m
860  *   The packet mbuf.
861  * @return
862  *   The length of the tailroom.
863  */
864 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
865 {
866         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
867         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
868                           m->data_len);
869 }
870
871 /**
872  * Get the last segment of the packet.
873  *
874  * @param m
875  *   The packet mbuf.
876  * @return
877  *   The last segment of the given mbuf.
878  */
879 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
880 {
881         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
882
883         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
884         while (m2->next != NULL)
885                 m2 = m2->next;
886         return m2;
887 }
888
889 /**
890  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
891  *
892  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
893  * function, the user must ensure that m_headlen(m) is large enough to
894  * read its data.
895  *
896  * @param m
897  *   The packet mbuf.
898  * @param t
899  *   The type to cast the result into.
900  */
901 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off))
902
903 /**
904  * A macro that returns the length of the packet.
905  *
906  * The value can be read or assigned.
907  *
908  * @param m
909  *   The packet mbuf.
910  */
911 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
912
913 /**
914  * A macro that returns the length of the segment.
915  *
916  * The value can be read or assigned.
917  *
918  * @param m
919  *   The packet mbuf.
920  */
921 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
922
923 /**
924  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
925  *
926  * Returns a pointer to the new
927  * data start address. If there is not enough headroom in the first
928  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
929  *
930  * @param m
931  *   The pkt mbuf.
932  * @param len
933  *   The amount of data to prepend (in bytes).
934  * @return
935  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
936  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
937  */
938 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
939                                         uint16_t len)
940 {
941         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
942
943         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
944                 return NULL;
945
946         m->data_off -= len;
947         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
948         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
949
950         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
951 }
952
953 /**
954  * Append len bytes to an mbuf.
955  *
956  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
957  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
958  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
959  *
960  * @param m
961  *   The packet mbuf.
962  * @param len
963  *   The amount of data to append (in bytes).
964  * @return
965  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
966  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
967  */
968 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
969 {
970         void *tail;
971         struct rte_mbuf *m_last;
972
973         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
974
975         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
976         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
977                 return NULL;
978
979         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
980         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
981         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
982         return (char*) tail;
983 }
984
985 /**
986  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
987  *
988  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
989  * length is greater than the length of the first segment, then the
990  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
991  *
992  * @param m
993  *   The packet mbuf.
994  * @param len
995  *   The amount of data to remove (in bytes).
996  * @return
997  *   A pointer to the new start of the data.
998  */
999 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1000 {
1001         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1002
1003         if (unlikely(len > m->data_len))
1004                 return NULL;
1005
1006         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1007         m->data_off += len;
1008         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1009         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1014  *
1015  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1016  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1017  *
1018  * @param m
1019  *   The packet mbuf.
1020  * @param len
1021  *   The amount of data to remove (in bytes).
1022  * @return
1023  *   - 0: On success.
1024  *   - -1: On error.
1025  */
1026 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1027 {
1028         struct rte_mbuf *m_last;
1029
1030         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1031
1032         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1033         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1034                 return -1;
1035
1036         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1037         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1038         return 0;
1039 }
1040
1041 /**
1042  * Test if mbuf data is contiguous.
1043  *
1044  * @param m
1045  *   The packet mbuf.
1046  * @return
1047  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1048  *   - 0, if there is several segments.
1049  */
1050 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1051 {
1052         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1053         return !!(m->nb_segs == 1);
1054 }
1055
1056 /**
1057  * Dump an mbuf structure to the console.
1058  *
1059  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1060  * segments (in the case of a chained buffer).
1061  *
1062  * @param f
1063  *   A pointer to a file for output
1064  * @param m
1065  *   The packet mbuf.
1066  * @param dump_len
1067  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1068  *   the packet.
1069  */
1070 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1071
1072 #ifdef __cplusplus
1073 }
1074 #endif
1075
1076 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */