mbuf: remove packet type from offload flags
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   Copyright 2014 6WIND S.A.
6  *   All rights reserved.
7  *
8  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  *   modification, are permitted provided that the following conditions
10  *   are met:
11  *
12  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
13  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
14  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
16  *       the documentation and/or other materials provided with the
17  *       distribution.
18  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
19  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
20  *       from this software without specific prior written permission.
21  *
22  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
26  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
27  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
28  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
29  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
30  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
31  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
32  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #ifndef _RTE_MBUF_H_
36 #define _RTE_MBUF_H_
37
38 /**
39  * @file
40  * RTE Mbuf
41  *
42  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
43  * that may be used by the RTE application to store message
44  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
45  * RTE mempool library.
46  *
47  * This library provide an API to allocate/free packet mbufs, which are
48  * used to carry network packets.
49  *
50  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
51  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
52  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
53  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
54  */
55
56 #include <stdint.h>
57 #include <rte_common.h>
58 #include <rte_mempool.h>
59 #include <rte_memory.h>
60 #include <rte_atomic.h>
61 #include <rte_prefetch.h>
62 #include <rte_branch_prediction.h>
63
64 #ifdef __cplusplus
65 extern "C" {
66 #endif
67
68 /* deprecated options */
69 #pragma GCC poison RTE_MBUF_SCATTER_GATHER
70 #pragma GCC poison RTE_MBUF_REFCNT
71
72 /*
73  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
74  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
75  *
76  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
77  *   flags.
78  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
79  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
80  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
81  *   downwards, not upwards.
82  *
83  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
84  * rte_get_tx_ol_flag_name().
85  */
86 #define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)  /**< RX packet is a 802.1q VLAN packet. */
87 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
88 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
89 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)  /**< L4 cksum of RX pkt. is not OK. */
90 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)  /**< IP cksum of RX pkt. is not OK. */
91 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (0ULL << 0)  /**< External IP header checksum error. */
92 #define PKT_RX_OVERSIZE      (0ULL << 0)  /**< Num of desc of an RX pkt oversize. */
93 #define PKT_RX_HBUF_OVERFLOW (0ULL << 0)  /**< Header buffer overflow. */
94 #define PKT_RX_RECIP_ERR     (0ULL << 0)  /**< Hardware processing error. */
95 #define PKT_RX_MAC_ERR       (0ULL << 0)  /**< MAC error. */
96 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
97 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
98 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
99 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
100 #define PKT_RX_QINQ_PKT      (1ULL << 15)  /**< RX packet with double VLAN stripped. */
101 /* add new RX flags here */
102
103 /* add new TX flags here */
104
105 /**
106  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
107  */
108 #define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
109
110 /**
111  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
112  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
113  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
114  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
115  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
116  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
117  *    to 0 in the packet
118  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
119  *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
120  *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
121  *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
122  */
123 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
124
125 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
126
127 /**
128  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
129  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
130  * L4 checksum offload, the user needs to:
131  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
132  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
133  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
134  *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
135  *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
136  *    For SCTP, set the crc field to 0.
137  */
138 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
139 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
140 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
141 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
142 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
143
144 /**
145  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
146  * also be set by the application, although a PMD will only check
147  * PKT_TX_IP_CKSUM.
148  *  - set the IP checksum field in the packet to 0
149  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
150  */
151 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
152
153 /**
154  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
155  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
156  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
157  * the inner headers.
158  */
159 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
160
161 /**
162  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
163  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
164  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
165  * the inner headers.
166  */
167 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
168
169 #define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
170
171 /**
172  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
173  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
174  * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
175  * packet must be set to 0.
176  *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
177  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
178  */
179 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
180
181 /**
182  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
183  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
184  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
185  */
186 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
187
188 /**
189  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
190  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
191  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
192  */
193 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
194
195 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
196
197 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
198
199 /* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
200 #define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
201
202 /*
203  * 32 bits are divided into several fields to mark packet types. Note that
204  * each field is indexical.
205  * - Bit 3:0 is for L2 types.
206  * - Bit 7:4 is for L3 or outer L3 (for tunneling case) types.
207  * - Bit 11:8 is for L4 or outer L4 (for tunneling case) types.
208  * - Bit 15:12 is for tunnel types.
209  * - Bit 19:16 is for inner L2 types.
210  * - Bit 23:20 is for inner L3 types.
211  * - Bit 27:24 is for inner L4 types.
212  * - Bit 31:28 is reserved.
213  *
214  * To be compatible with Vector PMD, RTE_PTYPE_L3_IPV4, RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT,
215  * RTE_PTYPE_L3_IPV6, RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT, RTE_PTYPE_L4_TCP, RTE_PTYPE_L4_UDP
216  * and RTE_PTYPE_L4_SCTP should be kept as below in a contiguous 7 bits.
217  *
218  * Note that L3 types values are selected for checking IPV4/IPV6 header from
219  * performance point of view. Reading annotations of RTE_ETH_IS_IPV4_HDR and
220  * RTE_ETH_IS_IPV6_HDR is needed for any future changes of L3 type values.
221  *
222  * Note that the packet types of the same packet recognized by different
223  * hardware may be different, as different hardware may have different
224  * capability of packet type recognition.
225  *
226  * examples:
227  * <'ether type'=0x0800
228  * | 'version'=4, 'protocol'=0x29
229  * | 'version'=6, 'next header'=0x3A
230  * | 'ICMPv6 header'>
231  * will be recognized on i40e hardware as packet type combination of,
232  * RTE_PTYPE_L2_ETHER |
233  * RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN |
234  * RTE_PTYPE_TUNNEL_IP |
235  * RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN |
236  * RTE_PTYPE_INNER_L4_ICMP.
237  *
238  * <'ether type'=0x86DD
239  * | 'version'=6, 'next header'=0x2F
240  * | 'GRE header'
241  * | 'version'=6, 'next header'=0x11
242  * | 'UDP header'>
243  * will be recognized on i40e hardware as packet type combination of,
244  * RTE_PTYPE_L2_ETHER |
245  * RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN |
246  * RTE_PTYPE_TUNNEL_GRENAT |
247  * RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN |
248  * RTE_PTYPE_INNER_L4_UDP.
249  */
250 #define RTE_PTYPE_UNKNOWN                   0x00000000
251 /**
252  * Ethernet packet type.
253  * It is used for outer packet for tunneling cases.
254  *
255  * Packet format:
256  * <'ether type'=[0x0800|0x86DD]>
257  */
258 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER                  0x00000001
259 /**
260  * Ethernet packet type for time sync.
261  *
262  * Packet format:
263  * <'ether type'=0x88F7>
264  */
265 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER_TIMESYNC         0x00000002
266 /**
267  * ARP (Address Resolution Protocol) packet type.
268  *
269  * Packet format:
270  * <'ether type'=0x0806>
271  */
272 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER_ARP              0x00000003
273 /**
274  * LLDP (Link Layer Discovery Protocol) packet type.
275  *
276  * Packet format:
277  * <'ether type'=0x88CC>
278  */
279 #define RTE_PTYPE_L2_ETHER_LLDP             0x00000004
280 /**
281  * Mask of layer 2 packet types.
282  * It is used for outer packet for tunneling cases.
283  */
284 #define RTE_PTYPE_L2_MASK                   0x0000000f
285 /**
286  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
287  * It is used for outer packet for tunneling cases, and does not contain any
288  * header option.
289  *
290  * Packet format:
291  * <'ether type'=0x0800
292  * | 'version'=4, 'ihl'=5>
293  */
294 #define RTE_PTYPE_L3_IPV4                   0x00000010
295 /**
296  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
297  * It is used for outer packet for tunneling cases, and contains header
298  * options.
299  *
300  * Packet format:
301  * <'ether type'=0x0800
302  * | 'version'=4, 'ihl'=[6-15], 'options'>
303  */
304 #define RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT               0x00000030
305 /**
306  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
307  * It is used for outer packet for tunneling cases, and does not contain any
308  * extension header.
309  *
310  * Packet format:
311  * <'ether type'=0x86DD
312  * | 'version'=6, 'next header'=0x3B>
313  */
314 #define RTE_PTYPE_L3_IPV6                   0x00000040
315 /**
316  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
317  * It is used for outer packet for tunneling cases, and may or maynot contain
318  * header options.
319  *
320  * Packet format:
321  * <'ether type'=0x0800
322  * | 'version'=4, 'ihl'=[5-15], <'options'>>
323  */
324 #define RTE_PTYPE_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN       0x00000090
325 /**
326  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
327  * It is used for outer packet for tunneling cases, and contains extension
328  * headers.
329  *
330  * Packet format:
331  * <'ether type'=0x86DD
332  * | 'version'=6, 'next header'=[0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
333  *   'extension headers'>
334  */
335 #define RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT               0x000000c0
336 /**
337  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
338  * It is used for outer packet for tunneling cases, and may or maynot contain
339  * extension headers.
340  *
341  * Packet format:
342  * <'ether type'=0x86DD
343  * | 'version'=6, 'next header'=[0x3B|0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
344  *   <'extension headers'>>
345  */
346 #define RTE_PTYPE_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN       0x000000e0
347 /**
348  * Mask of layer 3 packet types.
349  * It is used for outer packet for tunneling cases.
350  */
351 #define RTE_PTYPE_L3_MASK                   0x000000f0
352 /**
353  * TCP (Transmission Control Protocol) packet type.
354  * It is used for outer packet for tunneling cases.
355  *
356  * Packet format:
357  * <'ether type'=0x0800
358  * | 'version'=4, 'protocol'=6, 'MF'=0>
359  * or,
360  * <'ether type'=0x86DD
361  * | 'version'=6, 'next header'=6>
362  */
363 #define RTE_PTYPE_L4_TCP                    0x00000100
364 /**
365  * UDP (User Datagram Protocol) packet type.
366  * It is used for outer packet for tunneling cases.
367  *
368  * Packet format:
369  * <'ether type'=0x0800
370  * | 'version'=4, 'protocol'=17, 'MF'=0>
371  * or,
372  * <'ether type'=0x86DD
373  * | 'version'=6, 'next header'=17>
374  */
375 #define RTE_PTYPE_L4_UDP                    0x00000200
376 /**
377  * Fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
378  * It is used for outer packet for tunneling cases.
379  *
380  * It refers to those packets of any IP types, which can be recognized as
381  * fragmented. A fragmented packet cannot be recognized as any other L4 types
382  * (RTE_PTYPE_L4_TCP, RTE_PTYPE_L4_UDP, RTE_PTYPE_L4_SCTP, RTE_PTYPE_L4_ICMP,
383  * RTE_PTYPE_L4_NONFRAG).
384  *
385  * Packet format:
386  * <'ether type'=0x0800
387  * | 'version'=4, 'MF'=1>
388  * or,
389  * <'ether type'=0x86DD
390  * | 'version'=6, 'next header'=44>
391  */
392 #define RTE_PTYPE_L4_FRAG                   0x00000300
393 /**
394  * SCTP (Stream Control Transmission Protocol) packet type.
395  * It is used for outer packet for tunneling cases.
396  *
397  * Packet format:
398  * <'ether type'=0x0800
399  * | 'version'=4, 'protocol'=132, 'MF'=0>
400  * or,
401  * <'ether type'=0x86DD
402  * | 'version'=6, 'next header'=132>
403  */
404 #define RTE_PTYPE_L4_SCTP                   0x00000400
405 /**
406  * ICMP (Internet Control Message Protocol) packet type.
407  * It is used for outer packet for tunneling cases.
408  *
409  * Packet format:
410  * <'ether type'=0x0800
411  * | 'version'=4, 'protocol'=1, 'MF'=0>
412  * or,
413  * <'ether type'=0x86DD
414  * | 'version'=6, 'next header'=1>
415  */
416 #define RTE_PTYPE_L4_ICMP                   0x00000500
417 /**
418  * Non-fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
419  * It is used for outer packet for tunneling cases.
420  *
421  * It refers to those packets of any IP types, while cannot be recognized as
422  * any of above L4 types (RTE_PTYPE_L4_TCP, RTE_PTYPE_L4_UDP,
423  * RTE_PTYPE_L4_FRAG, RTE_PTYPE_L4_SCTP, RTE_PTYPE_L4_ICMP).
424  *
425  * Packet format:
426  * <'ether type'=0x0800
427  * | 'version'=4, 'protocol'!=[6|17|132|1], 'MF'=0>
428  * or,
429  * <'ether type'=0x86DD
430  * | 'version'=6, 'next header'!=[6|17|44|132|1]>
431  */
432 #define RTE_PTYPE_L4_NONFRAG                0x00000600
433 /**
434  * Mask of layer 4 packet types.
435  * It is used for outer packet for tunneling cases.
436  */
437 #define RTE_PTYPE_L4_MASK                   0x00000f00
438 /**
439  * IP (Internet Protocol) in IP (Internet Protocol) tunneling packet type.
440  *
441  * Packet format:
442  * <'ether type'=0x0800
443  * | 'version'=4, 'protocol'=[4|41]>
444  * or,
445  * <'ether type'=0x86DD
446  * | 'version'=6, 'next header'=[4|41]>
447  */
448 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_IP                 0x00001000
449 /**
450  * GRE (Generic Routing Encapsulation) tunneling packet type.
451  *
452  * Packet format:
453  * <'ether type'=0x0800
454  * | 'version'=4, 'protocol'=47>
455  * or,
456  * <'ether type'=0x86DD
457  * | 'version'=6, 'next header'=47>
458  */
459 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_GRE                0x00002000
460 /**
461  * VXLAN (Virtual eXtensible Local Area Network) tunneling packet type.
462  *
463  * Packet format:
464  * <'ether type'=0x0800
465  * | 'version'=4, 'protocol'=17
466  * | 'destination port'=4798>
467  * or,
468  * <'ether type'=0x86DD
469  * | 'version'=6, 'next header'=17
470  * | 'destination port'=4798>
471  */
472 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_VXLAN              0x00003000
473 /**
474  * NVGRE (Network Virtualization using Generic Routing Encapsulation) tunneling
475  * packet type.
476  *
477  * Packet format:
478  * <'ether type'=0x0800
479  * | 'version'=4, 'protocol'=47
480  * | 'protocol type'=0x6558>
481  * or,
482  * <'ether type'=0x86DD
483  * | 'version'=6, 'next header'=47
484  * | 'protocol type'=0x6558'>
485  */
486 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_NVGRE              0x00004000
487 /**
488  * GENEVE (Generic Network Virtualization Encapsulation) tunneling packet type.
489  *
490  * Packet format:
491  * <'ether type'=0x0800
492  * | 'version'=4, 'protocol'=17
493  * | 'destination port'=6081>
494  * or,
495  * <'ether type'=0x86DD
496  * | 'version'=6, 'next header'=17
497  * | 'destination port'=6081>
498  */
499 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_GENEVE             0x00005000
500 /**
501  * Tunneling packet type of Teredo, VXLAN (Virtual eXtensible Local Area
502  * Network) or GRE (Generic Routing Encapsulation) could be recognized as this
503  * packet type, if they can not be recognized independently as of hardware
504  * capability.
505  */
506 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_GRENAT             0x00006000
507 /**
508  * Mask of tunneling packet types.
509  */
510 #define RTE_PTYPE_TUNNEL_MASK               0x0000f000
511 /**
512  * Ethernet packet type.
513  * It is used for inner packet type only.
514  *
515  * Packet format (inner only):
516  * <'ether type'=[0x800|0x86DD]>
517  */
518 #define RTE_PTYPE_INNER_L2_ETHER            0x00010000
519 /**
520  * Ethernet packet type with VLAN (Virtual Local Area Network) tag.
521  *
522  * Packet format (inner only):
523  * <'ether type'=[0x800|0x86DD], vlan=[1-4095]>
524  */
525 #define RTE_PTYPE_INNER_L2_ETHER_VLAN       0x00020000
526 /**
527  * Mask of inner layer 2 packet types.
528  */
529 #define RTE_PTYPE_INNER_L2_MASK             0x000f0000
530 /**
531  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
532  * It is used for inner packet only, and does not contain any header option.
533  *
534  * Packet format (inner only):
535  * <'ether type'=0x0800
536  * | 'version'=4, 'ihl'=5>
537  */
538 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV4             0x00100000
539 /**
540  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
541  * It is used for inner packet only, and contains header options.
542  *
543  * Packet format (inner only):
544  * <'ether type'=0x0800
545  * | 'version'=4, 'ihl'=[6-15], 'options'>
546  */
547 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV4_EXT         0x00200000
548 /**
549  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
550  * It is used for inner packet only, and does not contain any extension header.
551  *
552  * Packet format (inner only):
553  * <'ether type'=0x86DD
554  * | 'version'=6, 'next header'=0x3B>
555  */
556 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6             0x00300000
557 /**
558  * IP (Internet Protocol) version 4 packet type.
559  * It is used for inner packet only, and may or maynot contain header options.
560  *
561  * Packet format (inner only):
562  * <'ether type'=0x0800
563  * | 'version'=4, 'ihl'=[5-15], <'options'>>
564  */
565 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV4_EXT_UNKNOWN 0x00400000
566 /**
567  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
568  * It is used for inner packet only, and contains extension headers.
569  *
570  * Packet format (inner only):
571  * <'ether type'=0x86DD
572  * | 'version'=6, 'next header'=[0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
573  *   'extension headers'>
574  */
575 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT         0x00500000
576 /**
577  * IP (Internet Protocol) version 6 packet type.
578  * It is used for inner packet only, and may or maynot contain extension
579  * headers.
580  *
581  * Packet format (inner only):
582  * <'ether type'=0x86DD
583  * | 'version'=6, 'next header'=[0x3B|0x0|0x2B|0x2C|0x32|0x33|0x3C|0x87],
584  *   <'extension headers'>>
585  */
586 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_IPV6_EXT_UNKNOWN 0x00600000
587 /**
588  * Mask of inner layer 3 packet types.
589  */
590 #define RTE_PTYPE_INNER_L3_MASK             0x00f00000
591 /**
592  * TCP (Transmission Control Protocol) packet type.
593  * It is used for inner packet only.
594  *
595  * Packet format (inner only):
596  * <'ether type'=0x0800
597  * | 'version'=4, 'protocol'=6, 'MF'=0>
598  * or,
599  * <'ether type'=0x86DD
600  * | 'version'=6, 'next header'=6>
601  */
602 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_TCP              0x01000000
603 /**
604  * UDP (User Datagram Protocol) packet type.
605  * It is used for inner packet only.
606  *
607  * Packet format (inner only):
608  * <'ether type'=0x0800
609  * | 'version'=4, 'protocol'=17, 'MF'=0>
610  * or,
611  * <'ether type'=0x86DD
612  * | 'version'=6, 'next header'=17>
613  */
614 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_UDP              0x02000000
615 /**
616  * Fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
617  * It is used for inner packet only, and may or maynot have layer 4 packet.
618  *
619  * Packet format (inner only):
620  * <'ether type'=0x0800
621  * | 'version'=4, 'MF'=1>
622  * or,
623  * <'ether type'=0x86DD
624  * | 'version'=6, 'next header'=44>
625  */
626 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_FRAG             0x03000000
627 /**
628  * SCTP (Stream Control Transmission Protocol) packet type.
629  * It is used for inner packet only.
630  *
631  * Packet format (inner only):
632  * <'ether type'=0x0800
633  * | 'version'=4, 'protocol'=132, 'MF'=0>
634  * or,
635  * <'ether type'=0x86DD
636  * | 'version'=6, 'next header'=132>
637  */
638 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_SCTP             0x04000000
639 /**
640  * ICMP (Internet Control Message Protocol) packet type.
641  * It is used for inner packet only.
642  *
643  * Packet format (inner only):
644  * <'ether type'=0x0800
645  * | 'version'=4, 'protocol'=1, 'MF'=0>
646  * or,
647  * <'ether type'=0x86DD
648  * | 'version'=6, 'next header'=1>
649  */
650 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_ICMP             0x05000000
651 /**
652  * Non-fragmented IP (Internet Protocol) packet type.
653  * It is used for inner packet only, and may or maynot have other unknown layer
654  * 4 packet types.
655  *
656  * Packet format (inner only):
657  * <'ether type'=0x0800
658  * | 'version'=4, 'protocol'!=[6|17|132|1], 'MF'=0>
659  * or,
660  * <'ether type'=0x86DD
661  * | 'version'=6, 'next header'!=[6|17|44|132|1]>
662  */
663 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_NONFRAG          0x06000000
664 /**
665  * Mask of inner layer 4 packet types.
666  */
667 #define RTE_PTYPE_INNER_L4_MASK             0x0f000000
668
669 /**
670  * Check if the (outer) L3 header is IPv4. To avoid comparing IPv4 types one by
671  * one, bit 4 is selected to be used for IPv4 only. Then checking bit 4 can
672  * determine if it is an IPV4 packet.
673  */
674 #define  RTE_ETH_IS_IPV4_HDR(ptype) ((ptype) & RTE_PTYPE_L3_IPV4)
675
676 /**
677  * Check if the (outer) L3 header is IPv4. To avoid comparing IPv4 types one by
678  * one, bit 6 is selected to be used for IPv4 only. Then checking bit 6 can
679  * determine if it is an IPV4 packet.
680  */
681 #define  RTE_ETH_IS_IPV6_HDR(ptype) ((ptype) & RTE_PTYPE_L3_IPV6)
682
683 /* Check if it is a tunneling packet */
684 #define RTE_ETH_IS_TUNNEL_PKT(ptype) ((ptype) & (RTE_PTYPE_TUNNEL_MASK | \
685                                                  RTE_PTYPE_INNER_L2_MASK | \
686                                                  RTE_PTYPE_INNER_L3_MASK | \
687                                                  RTE_PTYPE_INNER_L4_MASK))
688
689 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
690 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
691
692 /**
693  * Get the name of a RX offload flag
694  *
695  * @param mask
696  *   The mask describing the flag.
697  * @return
698  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
699  */
700 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
701
702 /**
703  * Get the name of a TX offload flag
704  *
705  * @param mask
706  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
707  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
708  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
709  * @return
710  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
711  */
712 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
713
714 /**
715  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
716  * splitting it into multiple segments.
717  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
718  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
719  */
720 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
721 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
722         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
723
724 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
725  * mbuf */
726 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
727 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
728 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
729                                * with a single assignment */
730
731 /**
732  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
733  */
734 struct rte_mbuf {
735         MARKER cacheline0;
736
737         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
738         phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
739
740         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
741
742         /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
743         MARKER8 rearm_data;
744         uint16_t data_off;
745
746         /**
747          * 16-bit Reference counter.
748          * It should only be accessed using the following functions:
749          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
750          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
751          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
752          * config option.
753          */
754         union {
755                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
756                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
757         };
758         uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
759         uint8_t port;             /**< Input port. */
760
761         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
762
763         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
764         MARKER rx_descriptor_fields1;
765
766         /*
767          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
768          * and tunnel types.
769          */
770         union {
771                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
772                 struct {
773                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
774                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
775                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
776                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
777                         uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
778                         uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
779                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
780                 };
781         };
782
783         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
784         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
785         uint16_t vlan_tci;        /**< VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
786
787         union {
788                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
789                 struct {
790                         union {
791                                 struct {
792                                         uint16_t hash;
793                                         uint16_t id;
794                                 };
795                                 uint32_t lo;
796                                 /**< Second 4 flexible bytes */
797                         };
798                         uint32_t hi;
799                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
800                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
801                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
802                 uint32_t sched;   /**< Hierarchical scheduler */
803                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
804         } hash;                   /**< hash information */
805
806         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
807
808         uint16_t vlan_tci_outer;  /**< Outer VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
809
810         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
811         MARKER cacheline1 __rte_cache_aligned;
812
813         union {
814                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
815                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
816         };
817
818         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
819         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
820
821         /* fields to support TX offloads */
822         union {
823                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
824                 struct {
825                         uint64_t l2_len:7; /**< L2 (MAC) Header Length. */
826                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
827                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
828                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
829
830                         /* fields for TX offloading of tunnels */
831                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
832                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
833
834                         /* uint64_t unused:8; */
835                 };
836         };
837
838         /** Size of the application private data. In case of an indirect
839          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
840         uint16_t priv_size;
841
842         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
843         uint16_t timesync;
844 } __rte_cache_aligned;
845
846 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
847
848 /**
849  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
850  *
851  * @param mi
852  *   The pointer to the indirect mbuf.
853  * @return
854  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
855  */
856 static inline struct rte_mbuf *
857 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
858 {
859         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
860 }
861
862 /**
863  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
864  *
865  * @param md
866  *   The pointer to the mbuf.
867  * @return
868  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
869  */
870 static inline char *
871 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
872 {
873         char *buffer_addr;
874         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
875         return buffer_addr;
876 }
877
878 /**
879  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
880  */
881 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
882
883 /**
884  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
885  */
886 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
887
888 /**
889  * Private data in case of pktmbuf pool.
890  *
891  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
892  * appended after the mempool structure (in private data).
893  */
894 struct rte_pktmbuf_pool_private {
895         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
896         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
897 };
898
899 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
900
901 /**  check mbuf type in debug mode */
902 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
903
904 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
905 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h)    do {       \
906         if ((m) != NULL)                                   \
907                 rte_mbuf_sanity_check(m, is_h);          \
908 } while (0)
909
910 /**  MBUF asserts in debug mode */
911 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                                         \
912 if (!(exp)) {                                                        \
913         rte_panic("line%d\tassert \"" #exp "\" failed\n", __LINE__); \
914 }
915
916 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
917
918 /**  check mbuf type in debug mode */
919 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
920
921 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
922 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h) do { } while (0)
923
924 /**  MBUF asserts in debug mode */
925 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                do { } while (0)
926
927 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
928
929 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
930
931 /**
932  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
933  * @param m
934  *   Mbuf to read
935  * @return
936  *   Reference count number.
937  */
938 static inline uint16_t
939 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
940 {
941         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
942 }
943
944 /**
945  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
946  * @param m
947  *   Mbuf to update
948  * @param new_value
949  *   Value set
950  */
951 static inline void
952 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
953 {
954         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
955 }
956
957 /**
958  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
959  * @param m
960  *   Mbuf to update
961  * @param value
962  *   Value to add/subtract
963  * @return
964  *   Updated value
965  */
966 static inline uint16_t
967 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
968 {
969         /*
970          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
971          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
972          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
973          * operation has to be used because concurrent accesses on the
974          * reference counter can occur.
975          */
976         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
977                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
978                 return 1 + value;
979         }
980
981         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
982 }
983
984 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
985
986 /**
987  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
988  */
989 static inline uint16_t
990 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
991 {
992         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
993         return m->refcnt;
994 }
995
996 /**
997  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
998  */
999 static inline uint16_t
1000 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
1001 {
1002         return m->refcnt;
1003 }
1004
1005 /**
1006  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
1007  */
1008 static inline void
1009 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
1010 {
1011         m->refcnt = new_value;
1012 }
1013
1014 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
1015
1016 /** Mbuf prefetch */
1017 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1018         if ((m) != NULL)                        \
1019                 rte_prefetch0(m);               \
1020 } while (0)
1021
1022
1023 /**
1024  * Sanity checks on an mbuf.
1025  *
1026  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1027  * panic if corruption is detected.
1028  *
1029  * @param m
1030  *   The mbuf to be checked.
1031  * @param is_header
1032  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1033  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1034  */
1035 void
1036 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1037
1038 /**
1039  * @internal Allocate a new mbuf from mempool *mp*.
1040  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
1041  * Please use rte_pktmbuf_alloc().
1042  *
1043  * @param mp
1044  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1045  * @return
1046  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1047  *   - NULL if allocation failed.
1048  */
1049 static inline struct rte_mbuf *__rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1050 {
1051         struct rte_mbuf *m;
1052         void *mb = NULL;
1053         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
1054                 return NULL;
1055         m = (struct rte_mbuf *)mb;
1056         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
1057         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1058         return m;
1059 }
1060
1061 /**
1062  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
1063  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
1064  * Please use rte_pktmbuf_free().
1065  *
1066  * @param m
1067  *   The mbuf to be freed.
1068  */
1069 static inline void __attribute__((always_inline))
1070 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1071 {
1072         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
1073         rte_mempool_put(m->pool, m);
1074 }
1075
1076 /* Operations on ctrl mbuf */
1077
1078 /**
1079  * The control mbuf constructor.
1080  *
1081  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
1082  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
1083  * start address, and so on). This function is given as a callback function
1084  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
1085  *
1086  * @param mp
1087  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1088  * @param opaque_arg
1089  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1090  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1091  *   parameter of rte_mempool_create().
1092  * @param m
1093  *   The mbuf to initialize.
1094  * @param i
1095  *   The index of the mbuf in the pool table.
1096  */
1097 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1098                 void *m, unsigned i);
1099
1100 /**
1101  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
1102  *
1103  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
1104  * buffer, and with a length of zero.
1105  *
1106  * @param mp
1107  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1108  * @return
1109  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1110  *   - NULL if allocation failed.
1111  */
1112 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
1113
1114 /**
1115  * Free a control mbuf back into its original mempool.
1116  *
1117  * @param m
1118  *   The control mbuf to be freed.
1119  */
1120 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
1121
1122 /**
1123  * A macro that returns the pointer to the carried data.
1124  *
1125  * The value that can be read or assigned.
1126  *
1127  * @param m
1128  *   The control mbuf.
1129  */
1130 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
1131
1132 /**
1133  * A macro that returns the length of the carried data.
1134  *
1135  * The value that can be read or assigned.
1136  *
1137  * @param m
1138  *   The control mbuf.
1139  */
1140 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
1141
1142 /**
1143  * Tests if an mbuf is a control mbuf
1144  *
1145  * @param m
1146  *   The mbuf to be tested
1147  * @return
1148  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
1149  *   - False(0) otherwise
1150  */
1151 static inline int
1152 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
1153 {
1154         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
1155 }
1156
1157 /* Operations on pkt mbuf */
1158
1159 /**
1160  * The packet mbuf constructor.
1161  *
1162  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1163  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1164  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1165  * rte_mempool_create() at pool creation time.
1166  *
1167  * @param mp
1168  *   The mempool from which mbufs originate.
1169  * @param opaque_arg
1170  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1171  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1172  *   parameter of rte_mempool_create().
1173  * @param m
1174  *   The mbuf to initialize.
1175  * @param i
1176  *   The index of the mbuf in the pool table.
1177  */
1178 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1179                       void *m, unsigned i);
1180
1181
1182 /**
1183  * A  packet mbuf pool constructor.
1184  *
1185  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1186  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1187  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
1188  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1189  * provide another packet size.
1190  *
1191  * @param mp
1192  *   The mempool from which mbufs originate.
1193  * @param opaque_arg
1194  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1195  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1196  *   parameter of rte_mempool_create().
1197  */
1198 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1199
1200 /**
1201  * Create a mbuf pool.
1202  *
1203  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1204  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
1205  * and mempool constructor.
1206  *
1207  * @param name
1208  *   The name of the mbuf pool.
1209  * @param n
1210  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1211  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1212  *   n = (2^q - 1).
1213  * @param cache_size
1214  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1215  *   details.
1216  * @param priv_size
1217  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1218  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1219  * @param data_room_size
1220  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1221  * @param socket_id
1222  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1223  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1224  *   reserved zone.
1225  * @return
1226  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1227  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1228  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1229  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1230  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1231  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1232  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1233  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1234  */
1235 struct rte_mempool *
1236 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1237         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1238         int socket_id);
1239
1240 /**
1241  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1242  *
1243  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1244  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1245  *
1246  * @param mp
1247  *   The packet mbuf pool.
1248  * @return
1249  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1250  */
1251 static inline uint16_t
1252 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1253 {
1254         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1255
1256         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1257         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1258 }
1259
1260 /**
1261  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1262  *
1263  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1264  * structure and the data buffer where an application can store data
1265  * associated to a packet.
1266  *
1267  * @param mp
1268  *   The packet mbuf pool.
1269  * @return
1270  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1271  */
1272 static inline uint16_t
1273 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1274 {
1275         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1276
1277         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1278         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1279 }
1280
1281 /**
1282  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1283  *
1284  * The given mbuf must have only one segment.
1285  *
1286  * @param m
1287  *   The packet mbuf to be resetted.
1288  */
1289 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1290 {
1291         m->next = NULL;
1292         m->pkt_len = 0;
1293         m->tx_offload = 0;
1294         m->vlan_tci = 0;
1295         m->vlan_tci_outer = 0;
1296         m->nb_segs = 1;
1297         m->port = 0xff;
1298
1299         m->ol_flags = 0;
1300         m->packet_type = 0;
1301         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
1302                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
1303
1304         m->data_len = 0;
1305         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1306 }
1307
1308 /**
1309  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1310  *
1311  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1312  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1313  * (if buffer size allows).
1314  *
1315  * @param mp
1316  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1317  * @return
1318  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1319  *   - NULL if allocation failed.
1320  */
1321 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1322 {
1323         struct rte_mbuf *m;
1324         if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1325                 rte_pktmbuf_reset(m);
1326         return m;
1327 }
1328
1329 /**
1330  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1331  *
1332  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1333  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1334  * Right now, not supported:
1335  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1336  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1337  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1338  *
1339  * @param mi
1340  *   The indirect packet mbuf.
1341  * @param m
1342  *   The packet mbuf we're attaching to.
1343  */
1344 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1345 {
1346         struct rte_mbuf *md;
1347
1348         RTE_MBUF_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1349             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1350
1351         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1352         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1353                 md = m;
1354         else
1355                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1356
1357         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1358         mi->priv_size = m->priv_size;
1359         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1360         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1361         mi->buf_len = m->buf_len;
1362
1363         mi->next = m->next;
1364         mi->data_off = m->data_off;
1365         mi->data_len = m->data_len;
1366         mi->port = m->port;
1367         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1368         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1369         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1370         mi->hash = m->hash;
1371
1372         mi->next = NULL;
1373         mi->pkt_len = mi->data_len;
1374         mi->nb_segs = 1;
1375         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1376         mi->packet_type = m->packet_type;
1377
1378         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1379         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1380 }
1381
1382 /**
1383  * Detach an indirect packet mbuf.
1384  *
1385  *  - restore original mbuf address and length values.
1386  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1387  *  All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1388  *
1389  * @param m
1390  *   The indirect attached packet mbuf.
1391  */
1392 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1393 {
1394         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1395         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1396
1397         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1398         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1399         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1400
1401         m->priv_size = priv_size;
1402         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1403         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1404         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1405         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1406         m->data_len = 0;
1407         m->ol_flags = 0;
1408 }
1409
1410 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1411 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1412 {
1413         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1414
1415         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1416
1417                 /* if this is an indirect mbuf, then
1418                  *  - detach mbuf
1419                  *  - free attached mbuf segment
1420                  */
1421                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m)) {
1422                         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1423                         rte_pktmbuf_detach(m);
1424                         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1425                                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1426                 }
1427                 return m;
1428         }
1429         return NULL;
1430 }
1431
1432 /**
1433  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1434  *
1435  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1436  * buffers.
1437  *
1438  * @param m
1439  *   The packet mbuf segment to be freed.
1440  */
1441 static inline void __attribute__((always_inline))
1442 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1443 {
1444         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1445                 m->next = NULL;
1446                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1447         }
1448 }
1449
1450 /**
1451  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1452  *
1453  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1454  * segment is added back into its original mempool.
1455  *
1456  * @param m
1457  *   The packet mbuf to be freed.
1458  */
1459 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1460 {
1461         struct rte_mbuf *m_next;
1462
1463         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1464
1465         while (m != NULL) {
1466                 m_next = m->next;
1467                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1468                 m = m_next;
1469         }
1470 }
1471
1472 /**
1473  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1474  *
1475  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1476  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1477  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1478  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1479  * from the original packet mbuf.
1480  *
1481  * @param md
1482  *   The packet mbuf to be cloned.
1483  * @param mp
1484  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1485  * @return
1486  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1487  *   - NULL if allocation fails.
1488  */
1489 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1490                 struct rte_mempool *mp)
1491 {
1492         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1493         uint32_t pktlen;
1494         uint8_t nseg;
1495
1496         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1497                 return NULL;
1498
1499         mi = mc;
1500         prev = &mi->next;
1501         pktlen = md->pkt_len;
1502         nseg = 0;
1503
1504         do {
1505                 nseg++;
1506                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1507                 *prev = mi;
1508                 prev = &mi->next;
1509         } while ((md = md->next) != NULL &&
1510             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1511
1512         *prev = NULL;
1513         mc->nb_segs = nseg;
1514         mc->pkt_len = pktlen;
1515
1516         /* Allocation of new indirect segment failed */
1517         if (unlikely (mi == NULL)) {
1518                 rte_pktmbuf_free(mc);
1519                 return NULL;
1520         }
1521
1522         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1523         return mc;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1528  *
1529  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1530  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1531  *
1532  * @param m
1533  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1534  * @param v
1535  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1536  */
1537 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1538 {
1539         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1540
1541         do {
1542                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1543         } while ((m = m->next) != NULL);
1544 }
1545
1546 /**
1547  * Get the headroom in a packet mbuf.
1548  *
1549  * @param m
1550  *   The packet mbuf.
1551  * @return
1552  *   The length of the headroom.
1553  */
1554 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1555 {
1556         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1557         return m->data_off;
1558 }
1559
1560 /**
1561  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1562  *
1563  * @param m
1564  *   The packet mbuf.
1565  * @return
1566  *   The length of the tailroom.
1567  */
1568 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1569 {
1570         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1571         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1572                           m->data_len);
1573 }
1574
1575 /**
1576  * Get the last segment of the packet.
1577  *
1578  * @param m
1579  *   The packet mbuf.
1580  * @return
1581  *   The last segment of the given mbuf.
1582  */
1583 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1584 {
1585         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1586
1587         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1588         while (m2->next != NULL)
1589                 m2 = m2->next;
1590         return m2;
1591 }
1592
1593 /**
1594  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1595  *
1596  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1597  * function, the user must ensure that the first segment is large
1598  * enough to accommodate its data.
1599  *
1600  * @param m
1601  *   The packet mbuf.
1602  * @param o
1603  *   The offset into the mbuf data.
1604  * @param t
1605  *   The type to cast the result into.
1606  */
1607 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1608         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1609
1610 /**
1611  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1612  *
1613  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1614  * function, the user must ensure that the first segment is large
1615  * enough to accommodate its data.
1616  *
1617  * @param m
1618  *   The packet mbuf.
1619  * @param t
1620  *   The type to cast the result into.
1621  */
1622 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1623
1624 /**
1625  * A macro that returns the length of the packet.
1626  *
1627  * The value can be read or assigned.
1628  *
1629  * @param m
1630  *   The packet mbuf.
1631  */
1632 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1633
1634 /**
1635  * A macro that returns the length of the segment.
1636  *
1637  * The value can be read or assigned.
1638  *
1639  * @param m
1640  *   The packet mbuf.
1641  */
1642 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1643
1644 /**
1645  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1646  *
1647  * Returns a pointer to the new
1648  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1649  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1650  *
1651  * @param m
1652  *   The pkt mbuf.
1653  * @param len
1654  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1655  * @return
1656  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1657  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1658  */
1659 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1660                                         uint16_t len)
1661 {
1662         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1663
1664         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1665                 return NULL;
1666
1667         m->data_off -= len;
1668         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1669         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1670
1671         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1672 }
1673
1674 /**
1675  * Append len bytes to an mbuf.
1676  *
1677  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1678  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1679  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1680  *
1681  * @param m
1682  *   The packet mbuf.
1683  * @param len
1684  *   The amount of data to append (in bytes).
1685  * @return
1686  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1687  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1688  */
1689 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1690 {
1691         void *tail;
1692         struct rte_mbuf *m_last;
1693
1694         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1695
1696         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1697         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1698                 return NULL;
1699
1700         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1701         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1702         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1703         return (char*) tail;
1704 }
1705
1706 /**
1707  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1708  *
1709  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1710  * length is greater than the length of the first segment, then the
1711  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1712  *
1713  * @param m
1714  *   The packet mbuf.
1715  * @param len
1716  *   The amount of data to remove (in bytes).
1717  * @return
1718  *   A pointer to the new start of the data.
1719  */
1720 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1721 {
1722         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1723
1724         if (unlikely(len > m->data_len))
1725                 return NULL;
1726
1727         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1728         m->data_off += len;
1729         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1730         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1731 }
1732
1733 /**
1734  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1735  *
1736  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1737  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1738  *
1739  * @param m
1740  *   The packet mbuf.
1741  * @param len
1742  *   The amount of data to remove (in bytes).
1743  * @return
1744  *   - 0: On success.
1745  *   - -1: On error.
1746  */
1747 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1748 {
1749         struct rte_mbuf *m_last;
1750
1751         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1752
1753         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1754         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1755                 return -1;
1756
1757         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1758         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1759         return 0;
1760 }
1761
1762 /**
1763  * Test if mbuf data is contiguous.
1764  *
1765  * @param m
1766  *   The packet mbuf.
1767  * @return
1768  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1769  *   - 0, if there is several segments.
1770  */
1771 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1772 {
1773         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1774         return !!(m->nb_segs == 1);
1775 }
1776
1777 /**
1778  * Dump an mbuf structure to the console.
1779  *
1780  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1781  * segments (in the case of a chained buffer).
1782  *
1783  * @param f
1784  *   A pointer to a file for output
1785  * @param m
1786  *   The packet mbuf.
1787  * @param dump_len
1788  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1789  *   the packet.
1790  */
1791 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1792
1793 #ifdef __cplusplus
1794 }
1795 #endif
1796
1797 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */