mbuf: add a timestamp 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  *   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  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
48  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
49  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
50  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
51  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
52  * details.
53  *
54  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
55  * used to carry network packets.
56  *
57  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
58  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
59  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
60  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
61  */
62
63 #include <stdint.h>
64 #include <rte_common.h>
65 #include <rte_mempool.h>
66 #include <rte_memory.h>
67 #include <rte_atomic.h>
68 #include <rte_prefetch.h>
69 #include <rte_branch_prediction.h>
70 #include <rte_mbuf_ptype.h>
71
72 #ifdef __cplusplus
73 extern "C" {
74 #endif
75
76 /*
77  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
78  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
79  *
80  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
81  *   flags.
82  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
83  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
84  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
85  *   downwards, not upwards.
86  *
87  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
88  * rte_get_tx_ol_flag_name().
89  */
90
91 /**
92  * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
93  * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
94  * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
95  * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
96  */
97 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
98
99 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
100 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
101
102 /**
103  * Deprecated.
104  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
105  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
106  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
107  * wrong by the hardware.
108  */
109 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
110
111 /**
112  * Deprecated.
113  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
114  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
115  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
116  * wrong by the hardware.
117  */
118 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
119
120 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
121
122 /**
123  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
124  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
125  * in the RX configuration of the PMD.
126  */
127 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
128
129 /**
130  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
131  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
132  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
133  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
134  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
135  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
136  */
137 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
138
139 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
140 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
141 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
142 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
143
144 /**
145  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
146  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
147  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
148  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
149  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
150  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
151  */
152 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
153
154 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
155 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
156 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
157 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
158
159 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
160 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
161 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
162 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
163
164 /**
165  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
166  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
167  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
168  * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
169  * must also be set.
170  */
171 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
172
173 /**
174  * Deprecated.
175  * RX packet with double VLAN stripped.
176  * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
177  */
178 #define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
179
180 /**
181  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
182  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
183  * valid and is set to the segment size of original packets.
184  */
185 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
186
187 /**
188  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
189  */
190 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
191
192 /* add new RX flags here */
193
194 /* add new TX flags here */
195
196 /**
197  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
198  * this offload feature for a packet to be transmitted.
199  */
200 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
201
202 /**
203  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
204  * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
205  * tunnel type into the HW descriptors.
206  */
207 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
208 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
209 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
210 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
211 /* add new TX TUNNEL type here */
212 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
213
214 /**
215  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
216  */
217 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
218
219 /**
220  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
221  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
222  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
223  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
224  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
225  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
226  *    to 0 in the packet
227  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
228  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
229  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
230  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
231  */
232 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
233
234 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
235
236 /**
237  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
238  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
239  * L4 checksum offload, the user needs to:
240  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
241  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
242  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
243  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
244  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
245  *    For SCTP, set the crc field to 0.
246  */
247 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
248 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
249 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
250 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
251 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
252
253 /**
254  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
255  * also be set by the application, although a PMD will only check
256  * PKT_TX_IP_CKSUM.
257  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
258  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
259  */
260 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
261
262 /**
263  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
264  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
265  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
266  * the inner headers.
267  */
268 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
269
270 /**
271  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
272  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
273  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
274  * the inner headers.
275  */
276 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
277
278 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
279
280 /**
281  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
282  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
283  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
284  * packet must be set to 0.
285  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
286  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
287  */
288 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
289
290 /**
291  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
292  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
293  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
294  */
295 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
296
297 /**
298  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
299  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
300  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
301  */
302 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
303
304 /**
305  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
306  * which can be set for packet.
307  */
308 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
309                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
310                 PKT_TX_L4_MASK |         \
311                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
312                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
313                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
314                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
315                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
316                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
317                 PKT_TX_MACSEC)
318
319 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
320
321 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
322
323 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
324 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
325
326 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
327 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
328
329 /**
330  * Get the name of a RX offload flag
331  *
332  * @param mask
333  *   The mask describing the flag.
334  * @return
335  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
336  */
337 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
338
339 /**
340  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
341  *
342  * @param mask
343  *   The mask describing the RX flags.
344  * @param buf
345  *   The output buffer.
346  * @param buflen
347  *   The length of the buffer.
348  * @return
349  *   0 on success, (-1) on error.
350  */
351 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
352
353 /**
354  * Get the name of a TX offload flag
355  *
356  * @param mask
357  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
358  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
359  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
360  * @return
361  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
362  */
363 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
364
365 /**
366  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
367  *
368  * @param mask
369  *   The mask describing the TX flags.
370  * @param buf
371  *   The output buffer.
372  * @param buflen
373  *   The length of the buffer.
374  * @return
375  *   0 on success, (-1) on error.
376  */
377 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
378
379 /**
380  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
381  * splitting it into multiple segments.
382  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
383  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
384  */
385 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
386 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
387         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
388
389 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
390  * mbuf */
391 __extension__
392 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
393 __extension__
394 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
395 __extension__
396 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
397                                * with a single assignment */
398
399 /**
400  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
401  */
402 struct rte_mbuf {
403         MARKER cacheline0;
404
405         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
406         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
407
408         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
409         MARKER64 rearm_data;
410         uint16_t data_off;
411
412         /**
413          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
414          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
415          * It should only be accessed using the following functions:
416          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
417          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
418          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
419          * config option.
420          */
421         RTE_STD_C11
422         union {
423                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
424                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
425         };
426         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
427
428         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
429         uint16_t port;
430
431         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
432
433         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
434         MARKER rx_descriptor_fields1;
435
436         /*
437          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
438          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
439          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
440          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
441          * vlan is stripped from the data.
442          */
443         RTE_STD_C11
444         union {
445                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
446                 struct {
447                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
448                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
449                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
450                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
451                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
452                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
453                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
454                 };
455         };
456
457         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
458         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
459         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
460         uint16_t vlan_tci;
461
462         union {
463                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
464                 struct {
465                         RTE_STD_C11
466                         union {
467                                 struct {
468                                         uint16_t hash;
469                                         uint16_t id;
470                                 };
471                                 uint32_t lo;
472                                 /**< Second 4 flexible bytes */
473                         };
474                         uint32_t hi;
475                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
476                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
477                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
478                 struct {
479                         uint32_t lo;
480                         uint32_t hi;
481                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
482                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
483         } hash;                   /**< hash information */
484
485         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
486         uint16_t vlan_tci_outer;
487
488         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
489
490         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
491          * are not normalized but are always the same for a given port.
492          */
493         uint64_t timestamp;
494
495         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
496         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
497
498         RTE_STD_C11
499         union {
500                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
501                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
502         };
503
504         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
505         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
506
507         /* fields to support TX offloads */
508         RTE_STD_C11
509         union {
510                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
511                 __extension__
512                 struct {
513                         uint64_t l2_len:7;
514                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
515                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
516                          */
517                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
518                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
519                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
520
521                         /* fields for TX offloading of tunnels */
522                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
523                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
524
525                         /* uint64_t unused:8; */
526                 };
527         };
528
529         /** Size of the application private data. In case of an indirect
530          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
531         uint16_t priv_size;
532
533         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
534         uint16_t timesync;
535
536         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
537         uint32_t seqn;
538
539 } __rte_cache_aligned;
540
541 /**
542  * Prefetch the first part of the mbuf
543  *
544  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
545  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
546  * 64B, the second part will also be prefetched.
547  *
548  * @param m
549  *   The pointer to the mbuf.
550  */
551 static inline void
552 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
553 {
554         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
555 }
556
557 /**
558  * Prefetch the second part of the mbuf
559  *
560  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
561  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
562  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
563  * already in cache.
564  *
565  * @param m
566  *   The pointer to the mbuf.
567  */
568 static inline void
569 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
570 {
571 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
572         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
573 #else
574         RTE_SET_USED(m);
575 #endif
576 }
577
578
579 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
580
581 /**
582  * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
583  *
584  * @param mb
585  *   The pointer to the mbuf.
586  * @return
587  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
588  */
589 static inline phys_addr_t
590 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
591 {
592         return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
593 }
594
595 /**
596  * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
597  *
598  * This function is used by drivers in their receive function, as it
599  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
600  * the default headroom in account.
601  *
602  * @param mb
603  *   The pointer to the mbuf.
604  * @return
605  *   The physical address of the beginning of the mbuf data
606  */
607 static inline phys_addr_t
608 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
609 {
610         return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
611 }
612
613 /**
614  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
615  *
616  * @param mi
617  *   The pointer to the indirect mbuf.
618  * @return
619  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
620  */
621 static inline struct rte_mbuf *
622 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
623 {
624         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
625 }
626
627 /**
628  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
629  *
630  * @param md
631  *   The pointer to the mbuf.
632  * @return
633  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
634  */
635 static inline char *
636 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
637 {
638         char *buffer_addr;
639         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
640         return buffer_addr;
641 }
642
643 /**
644  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
645  */
646 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
647
648 /**
649  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
650  */
651 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
652
653 /**
654  * Private data in case of pktmbuf pool.
655  *
656  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
657  * appended after the mempool structure (in private data).
658  */
659 struct rte_pktmbuf_pool_private {
660         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
661         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
662 };
663
664 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
665
666 /**  check mbuf type in debug mode */
667 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
668
669 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
670
671 /**  check mbuf type in debug mode */
672 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
673
674 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
675
676 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
677
678 /**
679  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
680  * @param m
681  *   Mbuf to read
682  * @return
683  *   Reference count number.
684  */
685 static inline uint16_t
686 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
687 {
688         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
689 }
690
691 /**
692  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
693  * @param m
694  *   Mbuf to update
695  * @param new_value
696  *   Value set
697  */
698 static inline void
699 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
700 {
701         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
702 }
703
704 /**
705  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
706  * @param m
707  *   Mbuf to update
708  * @param value
709  *   Value to add/subtract
710  * @return
711  *   Updated value
712  */
713 static inline uint16_t
714 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
715 {
716         /*
717          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
718          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
719          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
720          * operation has to be used because concurrent accesses on the
721          * reference counter can occur.
722          */
723         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
724                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
725                 return 1 + value;
726         }
727
728         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
729 }
730
731 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
732
733 /**
734  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
735  */
736 static inline uint16_t
737 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
738 {
739         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
740         return m->refcnt;
741 }
742
743 /**
744  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
745  */
746 static inline uint16_t
747 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
748 {
749         return m->refcnt;
750 }
751
752 /**
753  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
754  */
755 static inline void
756 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
757 {
758         m->refcnt = new_value;
759 }
760
761 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
762
763 /** Mbuf prefetch */
764 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
765         if ((m) != NULL)                        \
766                 rte_prefetch0(m);               \
767 } while (0)
768
769
770 /**
771  * Sanity checks on an mbuf.
772  *
773  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
774  * panic if corruption is detected.
775  *
776  * @param m
777  *   The mbuf to be checked.
778  * @param is_header
779  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
780  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
781  */
782 void
783 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
784
785 /**
786  * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
787  *
788  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
789  * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
790  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
791  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
792  *
793  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
794  * are initialized: buf_addr, buf_physaddr, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
795  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
796  * by the caller.
797  *
798  * @param mp
799  *   The mempool from which mbuf is allocated.
800  * @return
801  *   - The pointer to the new mbuf on success.
802  *   - NULL if allocation failed.
803  */
804 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
805 {
806         struct rte_mbuf *m;
807         void *mb = NULL;
808
809         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
810                 return NULL;
811         m = (struct rte_mbuf *)mb;
812         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
813         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
814         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
815         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
816
817         return m;
818 }
819
820 /**
821  * Put mbuf back into its original mempool.
822  *
823  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
824  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
825  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
826  *
827  * This function should be used with care, when optimization is
828  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
829  * rte_pktmbuf_free_seg().
830  *
831  * @param m
832  *   The mbuf to be freed.
833  */
834 static inline void __attribute__((always_inline))
835 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
836 {
837         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
838         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
839         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
840         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
841         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
842         rte_mempool_put(m->pool, m);
843 }
844
845 /* compat with older versions */
846 __rte_deprecated
847 static inline void
848 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
849 {
850         rte_mbuf_raw_free(m);
851 }
852
853 /* Operations on ctrl mbuf */
854
855 /**
856  * The control mbuf constructor.
857  *
858  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
859  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
860  * start address, and so on). This function is given as a callback function
861  * to rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
862  *
863  * @param mp
864  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
865  * @param opaque_arg
866  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
867  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
868  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
869  * @param m
870  *   The mbuf to initialize.
871  * @param i
872  *   The index of the mbuf in the pool table.
873  */
874 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
875                 void *m, unsigned i);
876
877 /**
878  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
879  *
880  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
881  * buffer, and with a length of zero.
882  *
883  * @param mp
884  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
885  * @return
886  *   - The pointer to the new mbuf on success.
887  *   - NULL if allocation failed.
888  */
889 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
890
891 /**
892  * Free a control mbuf back into its original mempool.
893  *
894  * @param m
895  *   The control mbuf to be freed.
896  */
897 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
898
899 /**
900  * A macro that returns the pointer to the carried data.
901  *
902  * The value that can be read or assigned.
903  *
904  * @param m
905  *   The control mbuf.
906  */
907 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
908
909 /**
910  * A macro that returns the length of the carried data.
911  *
912  * The value that can be read or assigned.
913  *
914  * @param m
915  *   The control mbuf.
916  */
917 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
918
919 /**
920  * Tests if an mbuf is a control mbuf
921  *
922  * @param m
923  *   The mbuf to be tested
924  * @return
925  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
926  *   - False(0) otherwise
927  */
928 static inline int
929 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
930 {
931         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
932 }
933
934 /* Operations on pkt mbuf */
935
936 /**
937  * The packet mbuf constructor.
938  *
939  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
940  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
941  * address, and so on). This function is given as a callback function to
942  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
943  *
944  * @param mp
945  *   The mempool from which mbufs originate.
946  * @param opaque_arg
947  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
948  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
949  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
950  * @param m
951  *   The mbuf to initialize.
952  * @param i
953  *   The index of the mbuf in the pool table.
954  */
955 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
956                       void *m, unsigned i);
957
958
959 /**
960  * A  packet mbuf pool constructor.
961  *
962  * This function initializes the mempool private data in the case of a
963  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
964  * function must be called on the mempool before it is used, or it
965  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
966  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
967  * provide another packet size.
968  *
969  * @param mp
970  *   The mempool from which mbufs originate.
971  * @param opaque_arg
972  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
973  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
974  *   rte_mempool_create().
975  */
976 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
977
978 /**
979  * Create a mbuf pool.
980  *
981  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
982  * a wrapper to rte_mempool functions.
983  *
984  * @param name
985  *   The name of the mbuf pool.
986  * @param n
987  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
988  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
989  *   n = (2^q - 1).
990  * @param cache_size
991  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
992  *   details.
993  * @param priv_size
994  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
995  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
996  * @param data_room_size
997  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
998  * @param socket_id
999  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1000  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1001  *   reserved zone.
1002  * @return
1003  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1004  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1005  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1006  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1007  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1008  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1009  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1010  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1011  */
1012 struct rte_mempool *
1013 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1014         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1015         int socket_id);
1016
1017 /**
1018  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1019  *
1020  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1021  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1022  *
1023  * @param mp
1024  *   The packet mbuf pool.
1025  * @return
1026  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1027  */
1028 static inline uint16_t
1029 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1030 {
1031         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1032
1033         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1034         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1035 }
1036
1037 /**
1038  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1039  *
1040  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1041  * structure and the data buffer where an application can store data
1042  * associated to a packet.
1043  *
1044  * @param mp
1045  *   The packet mbuf pool.
1046  * @return
1047  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1048  */
1049 static inline uint16_t
1050 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1051 {
1052         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1053
1054         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1055         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1056 }
1057
1058 /**
1059  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1060  *
1061  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1062  *
1063  * @param m
1064  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1065  */
1066 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1067 {
1068         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1069 }
1070
1071 /**
1072  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1073  *
1074  * The given mbuf must have only one segment.
1075  *
1076  * @param m
1077  *   The packet mbuf to be resetted.
1078  */
1079 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1080 {
1081         m->next = NULL;
1082         m->pkt_len = 0;
1083         m->tx_offload = 0;
1084         m->vlan_tci = 0;
1085         m->vlan_tci_outer = 0;
1086         m->nb_segs = 1;
1087         m->port = 0xff;
1088
1089         m->ol_flags = 0;
1090         m->packet_type = 0;
1091         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1092
1093         m->data_len = 0;
1094         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1095 }
1096
1097 /**
1098  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1099  *
1100  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1101  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1102  * (if buffer size allows).
1103  *
1104  * @param mp
1105  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1106  * @return
1107  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1108  *   - NULL if allocation failed.
1109  */
1110 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1111 {
1112         struct rte_mbuf *m;
1113         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1114                 rte_pktmbuf_reset(m);
1115         return m;
1116 }
1117
1118 /**
1119  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1120  * values.
1121  *
1122  *  @param pool
1123  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1124  *  @param mbufs
1125  *    Array of pointers to mbufs
1126  *  @param count
1127  *    Array size
1128  *  @return
1129  *   - 0: Success
1130  */
1131 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1132          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1133 {
1134         unsigned idx = 0;
1135         int rc;
1136
1137         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1138         if (unlikely(rc))
1139                 return rc;
1140
1141         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1142          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1143          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1144          * check if count is zero.
1145          */
1146         switch (count % 4) {
1147         case 0:
1148                 while (idx != count) {
1149                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1150                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1151                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1152                         idx++;
1153         case 3:
1154                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1155                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1156                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1157                         idx++;
1158         case 2:
1159                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1160                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1161                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1162                         idx++;
1163         case 1:
1164                         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
1165                         rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
1166                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1167                         idx++;
1168                 }
1169         }
1170         return 0;
1171 }
1172
1173 /**
1174  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1175  *
1176  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1177  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1178  * The direct mbuf's reference counter is incremented.
1179  *
1180  * Right now, not supported:
1181  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1182  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1183  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1184  *
1185  * @param mi
1186  *   The indirect packet mbuf.
1187  * @param m
1188  *   The packet mbuf we're attaching to.
1189  */
1190 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1191 {
1192         struct rte_mbuf *md;
1193
1194         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1195             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1196
1197         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1198         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1199                 md = m;
1200         else
1201                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1202
1203         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1204         mi->priv_size = m->priv_size;
1205         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1206         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1207         mi->buf_len = m->buf_len;
1208
1209         mi->data_off = m->data_off;
1210         mi->data_len = m->data_len;
1211         mi->port = m->port;
1212         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1213         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1214         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1215         mi->hash = m->hash;
1216
1217         mi->next = NULL;
1218         mi->pkt_len = mi->data_len;
1219         mi->nb_segs = 1;
1220         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1221         mi->packet_type = m->packet_type;
1222         mi->timestamp = m->timestamp;
1223
1224         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1225         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1226 }
1227
1228 /**
1229  * Detach an indirect packet mbuf.
1230  *
1231  *  - restore original mbuf address and length values.
1232  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1233  *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
1234  *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1235  *
1236  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1237  *
1238  * @param m
1239  *   The indirect attached packet mbuf.
1240  */
1241 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1242 {
1243         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1244         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1245         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1246
1247         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1248         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1249         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1250
1251         m->priv_size = priv_size;
1252         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1253         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1254         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1255         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1256         m->data_len = 0;
1257         m->ol_flags = 0;
1258
1259         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1260                 md->next = NULL;
1261                 md->nb_segs = 1;
1262                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1263                 rte_mbuf_raw_free(md);
1264         }
1265 }
1266
1267 /**
1268  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1269  *
1270  * This function does the same than a free, except that it does not
1271  * return the segment to its pool.
1272  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1273  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1274  *
1275  * @param m
1276  *   The mbuf to be unlinked
1277  * @return
1278  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1279  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1280  */
1281 __attribute__((always_inline))
1282 static inline struct rte_mbuf *
1283 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1284 {
1285         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1286
1287         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1288
1289                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1290                         rte_pktmbuf_detach(m);
1291
1292                 if (m->next != NULL) {
1293                         m->next = NULL;
1294                         m->nb_segs = 1;
1295                 }
1296
1297                 return m;
1298
1299        } else if (rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, -1) == 0) {
1300
1301
1302                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
1303                         rte_pktmbuf_detach(m);
1304
1305                 if (m->next != NULL) {
1306                         m->next = NULL;
1307                         m->nb_segs = 1;
1308                 }
1309                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1310
1311                 return m;
1312         }
1313         return NULL;
1314 }
1315
1316 /* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
1317 __rte_deprecated
1318 static inline struct rte_mbuf *
1319 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1320 {
1321         return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1322 }
1323
1324 /**
1325  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1326  *
1327  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1328  * buffers.
1329  *
1330  * @param m
1331  *   The packet mbuf segment to be freed.
1332  */
1333 static inline void __attribute__((always_inline))
1334 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1335 {
1336         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1337         if (likely(m != NULL))
1338                 rte_mbuf_raw_free(m);
1339 }
1340
1341 /**
1342  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1343  *
1344  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1345  * segment is added back into its original mempool.
1346  *
1347  * @param m
1348  *   The packet mbuf to be freed.
1349  */
1350 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1351 {
1352         struct rte_mbuf *m_next;
1353
1354         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1355
1356         while (m != NULL) {
1357                 m_next = m->next;
1358                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1359                 m = m_next;
1360         }
1361 }
1362
1363 /**
1364  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1365  *
1366  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1367  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1368  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1369  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1370  * from the original packet mbuf.
1371  *
1372  * @param md
1373  *   The packet mbuf to be cloned.
1374  * @param mp
1375  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1376  * @return
1377  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1378  *   - NULL if allocation fails.
1379  */
1380 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1381                 struct rte_mempool *mp)
1382 {
1383         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1384         uint32_t pktlen;
1385         uint8_t nseg;
1386
1387         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1388                 return NULL;
1389
1390         mi = mc;
1391         prev = &mi->next;
1392         pktlen = md->pkt_len;
1393         nseg = 0;
1394
1395         do {
1396                 nseg++;
1397                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1398                 *prev = mi;
1399                 prev = &mi->next;
1400         } while ((md = md->next) != NULL &&
1401             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1402
1403         *prev = NULL;
1404         mc->nb_segs = nseg;
1405         mc->pkt_len = pktlen;
1406
1407         /* Allocation of new indirect segment failed */
1408         if (unlikely (mi == NULL)) {
1409                 rte_pktmbuf_free(mc);
1410                 return NULL;
1411         }
1412
1413         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1414         return mc;
1415 }
1416
1417 /**
1418  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1419  *
1420  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1421  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1422  *
1423  * @param m
1424  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1425  * @param v
1426  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1427  */
1428 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1429 {
1430         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1431
1432         do {
1433                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1434         } while ((m = m->next) != NULL);
1435 }
1436
1437 /**
1438  * Get the headroom in a packet mbuf.
1439  *
1440  * @param m
1441  *   The packet mbuf.
1442  * @return
1443  *   The length of the headroom.
1444  */
1445 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1446 {
1447         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1448         return m->data_off;
1449 }
1450
1451 /**
1452  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1453  *
1454  * @param m
1455  *   The packet mbuf.
1456  * @return
1457  *   The length of the tailroom.
1458  */
1459 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1460 {
1461         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1462         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1463                           m->data_len);
1464 }
1465
1466 /**
1467  * Get the last segment of the packet.
1468  *
1469  * @param m
1470  *   The packet mbuf.
1471  * @return
1472  *   The last segment of the given mbuf.
1473  */
1474 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1475 {
1476         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1477
1478         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1479         while (m2->next != NULL)
1480                 m2 = m2->next;
1481         return m2;
1482 }
1483
1484 /**
1485  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1486  *
1487  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1488  * function, the user must ensure that the first segment is large
1489  * enough to accommodate its data.
1490  *
1491  * @param m
1492  *   The packet mbuf.
1493  * @param o
1494  *   The offset into the mbuf data.
1495  * @param t
1496  *   The type to cast the result into.
1497  */
1498 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1499         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1500
1501 /**
1502  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1503  *
1504  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1505  * function, the user must ensure that the first segment is large
1506  * enough to accommodate its data.
1507  *
1508  * @param m
1509  *   The packet mbuf.
1510  * @param t
1511  *   The type to cast the result into.
1512  */
1513 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1514
1515 /**
1516  * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
1517  * start of the data in the mbuf
1518  *
1519  * @param m
1520  *   The packet mbuf.
1521  * @param o
1522  *   The offset into the data to calculate address from.
1523  */
1524 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1525         (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
1526
1527 /**
1528  * A macro that returns the physical address that points to the start of the
1529  * data in the mbuf
1530  *
1531  * @param m
1532  *   The packet mbuf.
1533  */
1534 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
1535
1536 /**
1537  * A macro that returns the length of the packet.
1538  *
1539  * The value can be read or assigned.
1540  *
1541  * @param m
1542  *   The packet mbuf.
1543  */
1544 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1545
1546 /**
1547  * A macro that returns the length of the segment.
1548  *
1549  * The value can be read or assigned.
1550  *
1551  * @param m
1552  *   The packet mbuf.
1553  */
1554 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1555
1556 /**
1557  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1558  *
1559  * Returns a pointer to the new
1560  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1561  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1562  *
1563  * @param m
1564  *   The pkt mbuf.
1565  * @param len
1566  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1567  * @return
1568  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1569  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1570  */
1571 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1572                                         uint16_t len)
1573 {
1574         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1575
1576         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1577                 return NULL;
1578
1579         m->data_off -= len;
1580         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1581         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1582
1583         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1584 }
1585
1586 /**
1587  * Append len bytes to an mbuf.
1588  *
1589  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1590  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1591  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1592  *
1593  * @param m
1594  *   The packet mbuf.
1595  * @param len
1596  *   The amount of data to append (in bytes).
1597  * @return
1598  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1599  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1600  */
1601 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1602 {
1603         void *tail;
1604         struct rte_mbuf *m_last;
1605
1606         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1607
1608         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1609         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1610                 return NULL;
1611
1612         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1613         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1614         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1615         return (char*) tail;
1616 }
1617
1618 /**
1619  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1620  *
1621  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1622  * length is greater than the length of the first segment, then the
1623  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1624  *
1625  * @param m
1626  *   The packet mbuf.
1627  * @param len
1628  *   The amount of data to remove (in bytes).
1629  * @return
1630  *   A pointer to the new start of the data.
1631  */
1632 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1633 {
1634         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1635
1636         if (unlikely(len > m->data_len))
1637                 return NULL;
1638
1639         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1640         m->data_off += len;
1641         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1642         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1643 }
1644
1645 /**
1646  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1647  *
1648  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1649  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1650  *
1651  * @param m
1652  *   The packet mbuf.
1653  * @param len
1654  *   The amount of data to remove (in bytes).
1655  * @return
1656  *   - 0: On success.
1657  *   - -1: On error.
1658  */
1659 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1660 {
1661         struct rte_mbuf *m_last;
1662
1663         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1664
1665         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1666         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1667                 return -1;
1668
1669         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1670         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 /**
1675  * Test if mbuf data is contiguous.
1676  *
1677  * @param m
1678  *   The packet mbuf.
1679  * @return
1680  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1681  *   - 0, if there is several segments.
1682  */
1683 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1684 {
1685         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1686         return !!(m->nb_segs == 1);
1687 }
1688
1689 /**
1690  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
1691  */
1692 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
1693         uint32_t len, void *buf);
1694
1695 /**
1696  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
1697  *
1698  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
1699  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
1700  * pointer.
1701  *
1702  * @param m
1703  *   The pointer to the mbuf.
1704  * @param off
1705  *   The offset of the data in the mbuf.
1706  * @param len
1707  *   The amount of bytes to read.
1708  * @param buf
1709  *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
1710  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
1711  * @return
1712  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
1713  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
1714  */
1715 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
1716         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
1717 {
1718         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
1719                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
1720         else
1721                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
1722 }
1723
1724 /**
1725  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1726  *
1727  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1728  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1729  * chain the entries manually.
1730  *
1731  * @param head
1732  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1733  * @param tail
1734  *   The mbuf to put last in the chain
1735  *
1736  * @return
1737  *   - 0, on success.
1738  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1739  */
1740 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1741 {
1742         struct rte_mbuf *cur_tail;
1743
1744         /* Check for number-of-segments-overflow */
1745         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1746                 return -EOVERFLOW;
1747
1748         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1749         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1750         cur_tail->next = tail;
1751
1752         /* accumulate number of segments and total length. */
1753         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1754         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1755
1756         /* pkt_len is only set in the head */
1757         tail->pkt_len = tail->data_len;
1758
1759         return 0;
1760 }
1761
1762 /**
1763  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
1764  *
1765  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
1766  *
1767  * @param m
1768  *   The packet mbuf to be validated.
1769  * @return
1770  *   0 if packet is valid
1771  */
1772 static inline int
1773 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
1774 {
1775         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
1776         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
1777
1778         /* Does packet set any of available offloads? */
1779         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
1780                 return 0;
1781
1782         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
1783                 inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
1784
1785         /* Headers are fragmented */
1786         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
1787                 return -ENOTSUP;
1788
1789         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
1790         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
1791                 return -EINVAL;
1792
1793         /* IP type not set when required */
1794         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
1795                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
1796                         return -EINVAL;
1797
1798         /* Check requirements for TSO packet */
1799         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
1800                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
1801                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
1802                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
1803                         return -EINVAL;
1804
1805         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
1806         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
1807                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
1808                 return -EINVAL;
1809
1810         return 0;
1811 }
1812
1813 /**
1814  * Linearize data in mbuf.
1815  *
1816  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
1817  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
1818  *
1819  * @param mbuf
1820  *   mbuf to linearize
1821  * @return
1822  *   - 0, on success
1823  *   - -1, on error
1824  */
1825 static inline int
1826 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
1827 {
1828         int seg_len, copy_len;
1829         struct rte_mbuf *m;
1830         struct rte_mbuf *m_next;
1831         char *buffer;
1832
1833         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
1834                 return 0;
1835
1836         /* Extend first segment to the total packet length */
1837         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
1838
1839         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
1840                 return -1;
1841
1842         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
1843         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
1844
1845         /* Append data from next segments to the first one */
1846         m = mbuf->next;
1847         while (m != NULL) {
1848                 m_next = m->next;
1849
1850                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
1851                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
1852                 buffer += seg_len;
1853
1854                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1855                 m = m_next;
1856         }
1857
1858         mbuf->next = NULL;
1859         mbuf->nb_segs = 1;
1860
1861         return 0;
1862 }
1863
1864 /**
1865  * Dump an mbuf structure to a file.
1866  *
1867  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1868  * segments (in the case of a chained buffer).
1869  *
1870  * @param f
1871  *   A pointer to a file for output
1872  * @param m
1873  *   The packet mbuf.
1874  * @param dump_len
1875  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1876  *   the packet.
1877  */
1878 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1879
1880 #ifdef __cplusplus
1881 }
1882 #endif
1883
1884 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */