sched: allow more subports
[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                 struct {
803                         uint32_t lo;
804                         uint32_t hi;
805                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
806                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
807         } hash;                   /**< hash information */
808
809         uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
810
811         uint16_t vlan_tci_outer;  /**< Outer VLAN Tag Control Identifier (CPU order) */
812
813         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
814         MARKER cacheline1 __rte_cache_aligned;
815
816         union {
817                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
818                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
819         };
820
821         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
822         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
823
824         /* fields to support TX offloads */
825         union {
826                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
827                 struct {
828                         uint64_t l2_len:7; /**< L2 (MAC) Header Length. */
829                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
830                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
831                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
832
833                         /* fields for TX offloading of tunnels */
834                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
835                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
836
837                         /* uint64_t unused:8; */
838                 };
839         };
840
841         /** Size of the application private data. In case of an indirect
842          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
843         uint16_t priv_size;
844
845         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
846         uint16_t timesync;
847 } __rte_cache_aligned;
848
849 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
850
851 /**
852  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
853  *
854  * @param mi
855  *   The pointer to the indirect mbuf.
856  * @return
857  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
858  */
859 static inline struct rte_mbuf *
860 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
861 {
862         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
863 }
864
865 /**
866  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
867  *
868  * @param md
869  *   The pointer to the mbuf.
870  * @return
871  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
872  */
873 static inline char *
874 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
875 {
876         char *buffer_addr;
877         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
878         return buffer_addr;
879 }
880
881 /**
882  * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
883  */
884 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
885
886 /**
887  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
888  */
889 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
890
891 /**
892  * Private data in case of pktmbuf pool.
893  *
894  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
895  * appended after the mempool structure (in private data).
896  */
897 struct rte_pktmbuf_pool_private {
898         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
899         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
900 };
901
902 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
903
904 /**  check mbuf type in debug mode */
905 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
906
907 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
908 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h)    do {       \
909         if ((m) != NULL)                                   \
910                 rte_mbuf_sanity_check(m, is_h);          \
911 } while (0)
912
913 /**  MBUF asserts in debug mode */
914 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                                         \
915 if (!(exp)) {                                                        \
916         rte_panic("line%d\tassert \"" #exp "\" failed\n", __LINE__); \
917 }
918
919 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
920
921 /**  check mbuf type in debug mode */
922 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
923
924 /**  check mbuf type in debug mode if mbuf pointer is not null */
925 #define __rte_mbuf_sanity_check_raw(m, is_h) do { } while (0)
926
927 /**  MBUF asserts in debug mode */
928 #define RTE_MBUF_ASSERT(exp)                do { } while (0)
929
930 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
931
932 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
933
934 /**
935  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
936  * @param m
937  *   Mbuf to read
938  * @return
939  *   Reference count number.
940  */
941 static inline uint16_t
942 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
943 {
944         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
945 }
946
947 /**
948  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
949  * @param m
950  *   Mbuf to update
951  * @param new_value
952  *   Value set
953  */
954 static inline void
955 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
956 {
957         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
958 }
959
960 /**
961  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
962  * @param m
963  *   Mbuf to update
964  * @param value
965  *   Value to add/subtract
966  * @return
967  *   Updated value
968  */
969 static inline uint16_t
970 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
971 {
972         /*
973          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
974          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
975          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
976          * operation has to be used because concurrent accesses on the
977          * reference counter can occur.
978          */
979         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
980                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
981                 return 1 + value;
982         }
983
984         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
985 }
986
987 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
988
989 /**
990  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
991  */
992 static inline uint16_t
993 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
994 {
995         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
996         return m->refcnt;
997 }
998
999 /**
1000  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
1001  */
1002 static inline uint16_t
1003 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
1004 {
1005         return m->refcnt;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
1010  */
1011 static inline void
1012 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
1013 {
1014         m->refcnt = new_value;
1015 }
1016
1017 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
1018
1019 /** Mbuf prefetch */
1020 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1021         if ((m) != NULL)                        \
1022                 rte_prefetch0(m);               \
1023 } while (0)
1024
1025
1026 /**
1027  * Sanity checks on an mbuf.
1028  *
1029  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1030  * panic if corruption is detected.
1031  *
1032  * @param m
1033  *   The mbuf to be checked.
1034  * @param is_header
1035  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1036  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1037  */
1038 void
1039 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1040
1041 /**
1042  * @internal Allocate a new mbuf from mempool *mp*.
1043  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
1044  * Please use rte_pktmbuf_alloc().
1045  *
1046  * @param mp
1047  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1048  * @return
1049  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1050  *   - NULL if allocation failed.
1051  */
1052 static inline struct rte_mbuf *__rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1053 {
1054         struct rte_mbuf *m;
1055         void *mb = NULL;
1056         if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
1057                 return NULL;
1058         m = (struct rte_mbuf *)mb;
1059         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
1060         rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1061         return m;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * @internal Put mbuf back into its original mempool.
1066  * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
1067  * Please use rte_pktmbuf_free().
1068  *
1069  * @param m
1070  *   The mbuf to be freed.
1071  */
1072 static inline void __attribute__((always_inline))
1073 __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1074 {
1075         RTE_MBUF_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
1076         rte_mempool_put(m->pool, m);
1077 }
1078
1079 /* Operations on ctrl mbuf */
1080
1081 /**
1082  * The control mbuf constructor.
1083  *
1084  * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
1085  * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
1086  * start address, and so on). This function is given as a callback function
1087  * to rte_mempool_create() at pool creation time.
1088  *
1089  * @param mp
1090  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1091  * @param opaque_arg
1092  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1093  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1094  *   parameter of rte_mempool_create().
1095  * @param m
1096  *   The mbuf to initialize.
1097  * @param i
1098  *   The index of the mbuf in the pool table.
1099  */
1100 void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1101                 void *m, unsigned i);
1102
1103 /**
1104  * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
1105  *
1106  * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
1107  * buffer, and with a length of zero.
1108  *
1109  * @param mp
1110  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1111  * @return
1112  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1113  *   - NULL if allocation failed.
1114  */
1115 #define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
1116
1117 /**
1118  * Free a control mbuf back into its original mempool.
1119  *
1120  * @param m
1121  *   The control mbuf to be freed.
1122  */
1123 #define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
1124
1125 /**
1126  * A macro that returns the pointer to the carried data.
1127  *
1128  * The value that can be read or assigned.
1129  *
1130  * @param m
1131  *   The control mbuf.
1132  */
1133 #define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
1134
1135 /**
1136  * A macro that returns the length of the carried data.
1137  *
1138  * The value that can be read or assigned.
1139  *
1140  * @param m
1141  *   The control mbuf.
1142  */
1143 #define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
1144
1145 /**
1146  * Tests if an mbuf is a control mbuf
1147  *
1148  * @param m
1149  *   The mbuf to be tested
1150  * @return
1151  *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
1152  *   - False(0) otherwise
1153  */
1154 static inline int
1155 rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
1156 {
1157         return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
1158 }
1159
1160 /* Operations on pkt mbuf */
1161
1162 /**
1163  * The packet mbuf constructor.
1164  *
1165  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1166  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1167  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1168  * rte_mempool_create() at pool creation time.
1169  *
1170  * @param mp
1171  *   The mempool from which mbufs originate.
1172  * @param opaque_arg
1173  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1174  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1175  *   parameter of rte_mempool_create().
1176  * @param m
1177  *   The mbuf to initialize.
1178  * @param i
1179  *   The index of the mbuf in the pool table.
1180  */
1181 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1182                       void *m, unsigned i);
1183
1184
1185 /**
1186  * A  packet mbuf pool constructor.
1187  *
1188  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1189  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1190  * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
1191  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1192  * provide another packet size.
1193  *
1194  * @param mp
1195  *   The mempool from which mbufs originate.
1196  * @param opaque_arg
1197  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1198  *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
1199  *   parameter of rte_mempool_create().
1200  */
1201 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1202
1203 /**
1204  * Create a mbuf pool.
1205  *
1206  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1207  * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
1208  * and mempool constructor.
1209  *
1210  * @param name
1211  *   The name of the mbuf pool.
1212  * @param n
1213  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1214  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1215  *   n = (2^q - 1).
1216  * @param cache_size
1217  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1218  *   details.
1219  * @param priv_size
1220  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1221  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1222  * @param data_room_size
1223  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1224  * @param socket_id
1225  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1226  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1227  *   reserved zone.
1228  * @return
1229  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1230  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1231  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1232  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1233  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1234  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1235  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1236  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1237  */
1238 struct rte_mempool *
1239 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1240         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1241         int socket_id);
1242
1243 /**
1244  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1245  *
1246  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1247  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1248  *
1249  * @param mp
1250  *   The packet mbuf pool.
1251  * @return
1252  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1253  */
1254 static inline uint16_t
1255 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1256 {
1257         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1258
1259         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1260         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1261 }
1262
1263 /**
1264  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1265  *
1266  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1267  * structure and the data buffer where an application can store data
1268  * associated to a packet.
1269  *
1270  * @param mp
1271  *   The packet mbuf pool.
1272  * @return
1273  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1274  */
1275 static inline uint16_t
1276 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1277 {
1278         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1279
1280         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1281         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1282 }
1283
1284 /**
1285  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1286  *
1287  * The given mbuf must have only one segment.
1288  *
1289  * @param m
1290  *   The packet mbuf to be resetted.
1291  */
1292 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1293 {
1294         m->next = NULL;
1295         m->pkt_len = 0;
1296         m->tx_offload = 0;
1297         m->vlan_tci = 0;
1298         m->vlan_tci_outer = 0;
1299         m->nb_segs = 1;
1300         m->port = 0xff;
1301
1302         m->ol_flags = 0;
1303         m->packet_type = 0;
1304         m->data_off = (RTE_PKTMBUF_HEADROOM <= m->buf_len) ?
1305                         RTE_PKTMBUF_HEADROOM : m->buf_len;
1306
1307         m->data_len = 0;
1308         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1309 }
1310
1311 /**
1312  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1313  *
1314  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1315  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1316  * (if buffer size allows).
1317  *
1318  * @param mp
1319  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1320  * @return
1321  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1322  *   - NULL if allocation failed.
1323  */
1324 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1325 {
1326         struct rte_mbuf *m;
1327         if ((m = __rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1328                 rte_pktmbuf_reset(m);
1329         return m;
1330 }
1331
1332 /**
1333  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1334  *
1335  * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
1336  * while mbuf we attached to as 'direct'.
1337  * Right now, not supported:
1338  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1339  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1340  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1341  *
1342  * @param mi
1343  *   The indirect packet mbuf.
1344  * @param m
1345  *   The packet mbuf we're attaching to.
1346  */
1347 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1348 {
1349         struct rte_mbuf *md;
1350
1351         RTE_MBUF_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1352             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1353
1354         /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1355         if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
1356                 md = m;
1357         else
1358                 md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1359
1360         rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
1361         mi->priv_size = m->priv_size;
1362         mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
1363         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1364         mi->buf_len = m->buf_len;
1365
1366         mi->next = m->next;
1367         mi->data_off = m->data_off;
1368         mi->data_len = m->data_len;
1369         mi->port = m->port;
1370         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1371         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1372         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1373         mi->hash = m->hash;
1374
1375         mi->next = NULL;
1376         mi->pkt_len = mi->data_len;
1377         mi->nb_segs = 1;
1378         mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1379         mi->packet_type = m->packet_type;
1380
1381         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1382         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1383 }
1384
1385 /**
1386  * Detach an indirect packet mbuf.
1387  *
1388  *  - restore original mbuf address and length values.
1389  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1390  *  All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1391  *
1392  * @param m
1393  *   The indirect attached packet mbuf.
1394  */
1395 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1396 {
1397         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1398         uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
1399
1400         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1401         mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
1402         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1403
1404         m->priv_size = priv_size;
1405         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1406         m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
1407         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1408         m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
1409         m->data_len = 0;
1410         m->ol_flags = 0;
1411 }
1412
1413 static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
1414 __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1415 {
1416         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1417
1418         if (likely(rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0)) {
1419
1420                 /* if this is an indirect mbuf, then
1421                  *  - detach mbuf
1422                  *  - free attached mbuf segment
1423                  */
1424                 if (RTE_MBUF_INDIRECT(m)) {
1425                         struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1426                         rte_pktmbuf_detach(m);
1427                         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0)
1428                                 __rte_mbuf_raw_free(md);
1429                 }
1430                 return m;
1431         }
1432         return NULL;
1433 }
1434
1435 /**
1436  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1437  *
1438  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1439  * buffers.
1440  *
1441  * @param m
1442  *   The packet mbuf segment to be freed.
1443  */
1444 static inline void __attribute__((always_inline))
1445 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1446 {
1447         if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
1448                 m->next = NULL;
1449                 __rte_mbuf_raw_free(m);
1450         }
1451 }
1452
1453 /**
1454  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1455  *
1456  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1457  * segment is added back into its original mempool.
1458  *
1459  * @param m
1460  *   The packet mbuf to be freed.
1461  */
1462 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1463 {
1464         struct rte_mbuf *m_next;
1465
1466         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1467
1468         while (m != NULL) {
1469                 m_next = m->next;
1470                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1471                 m = m_next;
1472         }
1473 }
1474
1475 /**
1476  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1477  *
1478  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1479  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1480  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1481  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1482  * from the original packet mbuf.
1483  *
1484  * @param md
1485  *   The packet mbuf to be cloned.
1486  * @param mp
1487  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1488  * @return
1489  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1490  *   - NULL if allocation fails.
1491  */
1492 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1493                 struct rte_mempool *mp)
1494 {
1495         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1496         uint32_t pktlen;
1497         uint8_t nseg;
1498
1499         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1500                 return NULL;
1501
1502         mi = mc;
1503         prev = &mi->next;
1504         pktlen = md->pkt_len;
1505         nseg = 0;
1506
1507         do {
1508                 nseg++;
1509                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1510                 *prev = mi;
1511                 prev = &mi->next;
1512         } while ((md = md->next) != NULL &&
1513             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1514
1515         *prev = NULL;
1516         mc->nb_segs = nseg;
1517         mc->pkt_len = pktlen;
1518
1519         /* Allocation of new indirect segment failed */
1520         if (unlikely (mi == NULL)) {
1521                 rte_pktmbuf_free(mc);
1522                 return NULL;
1523         }
1524
1525         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1526         return mc;
1527 }
1528
1529 /**
1530  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1531  *
1532  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1533  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1534  *
1535  * @param m
1536  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1537  * @param v
1538  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1539  */
1540 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1541 {
1542         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1543
1544         do {
1545                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1546         } while ((m = m->next) != NULL);
1547 }
1548
1549 /**
1550  * Get the headroom in a packet mbuf.
1551  *
1552  * @param m
1553  *   The packet mbuf.
1554  * @return
1555  *   The length of the headroom.
1556  */
1557 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1558 {
1559         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1560         return m->data_off;
1561 }
1562
1563 /**
1564  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1565  *
1566  * @param m
1567  *   The packet mbuf.
1568  * @return
1569  *   The length of the tailroom.
1570  */
1571 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1572 {
1573         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1574         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1575                           m->data_len);
1576 }
1577
1578 /**
1579  * Get the last segment of the packet.
1580  *
1581  * @param m
1582  *   The packet mbuf.
1583  * @return
1584  *   The last segment of the given mbuf.
1585  */
1586 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1587 {
1588         struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
1589
1590         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1591         while (m2->next != NULL)
1592                 m2 = m2->next;
1593         return m2;
1594 }
1595
1596 /**
1597  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1598  *
1599  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1600  * function, the user must ensure that the first segment is large
1601  * enough to accommodate its data.
1602  *
1603  * @param m
1604  *   The packet mbuf.
1605  * @param o
1606  *   The offset into the mbuf data.
1607  * @param t
1608  *   The type to cast the result into.
1609  */
1610 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1611         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1612
1613 /**
1614  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1615  *
1616  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1617  * function, the user must ensure that the first segment is large
1618  * enough to accommodate its data.
1619  *
1620  * @param m
1621  *   The packet mbuf.
1622  * @param t
1623  *   The type to cast the result into.
1624  */
1625 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1626
1627 /**
1628  * A macro that returns the length of the packet.
1629  *
1630  * The value can be read or assigned.
1631  *
1632  * @param m
1633  *   The packet mbuf.
1634  */
1635 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1636
1637 /**
1638  * A macro that returns the length of the segment.
1639  *
1640  * The value can be read or assigned.
1641  *
1642  * @param m
1643  *   The packet mbuf.
1644  */
1645 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1646
1647 /**
1648  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1649  *
1650  * Returns a pointer to the new
1651  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1652  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1653  *
1654  * @param m
1655  *   The pkt mbuf.
1656  * @param len
1657  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1658  * @return
1659  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1660  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1661  */
1662 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1663                                         uint16_t len)
1664 {
1665         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1666
1667         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1668                 return NULL;
1669
1670         m->data_off -= len;
1671         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1672         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1673
1674         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1675 }
1676
1677 /**
1678  * Append len bytes to an mbuf.
1679  *
1680  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1681  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1682  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1683  *
1684  * @param m
1685  *   The packet mbuf.
1686  * @param len
1687  *   The amount of data to append (in bytes).
1688  * @return
1689  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1690  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1691  */
1692 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1693 {
1694         void *tail;
1695         struct rte_mbuf *m_last;
1696
1697         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1698
1699         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1700         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1701                 return NULL;
1702
1703         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1704         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1705         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1706         return (char*) tail;
1707 }
1708
1709 /**
1710  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
1711  *
1712  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
1713  * length is greater than the length of the first segment, then the
1714  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
1715  *
1716  * @param m
1717  *   The packet mbuf.
1718  * @param len
1719  *   The amount of data to remove (in bytes).
1720  * @return
1721  *   A pointer to the new start of the data.
1722  */
1723 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1724 {
1725         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1726
1727         if (unlikely(len > m->data_len))
1728                 return NULL;
1729
1730         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
1731         m->data_off += len;
1732         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1733         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1734 }
1735
1736 /**
1737  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
1738  *
1739  * If the length is greater than the length of the last segment, the
1740  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
1741  *
1742  * @param m
1743  *   The packet mbuf.
1744  * @param len
1745  *   The amount of data to remove (in bytes).
1746  * @return
1747  *   - 0: On success.
1748  *   - -1: On error.
1749  */
1750 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1751 {
1752         struct rte_mbuf *m_last;
1753
1754         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1755
1756         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1757         if (unlikely(len > m_last->data_len))
1758                 return -1;
1759
1760         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
1761         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
1762         return 0;
1763 }
1764
1765 /**
1766  * Test if mbuf data is contiguous.
1767  *
1768  * @param m
1769  *   The packet mbuf.
1770  * @return
1771  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
1772  *   - 0, if there is several segments.
1773  */
1774 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
1775 {
1776         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1777         return !!(m->nb_segs == 1);
1778 }
1779
1780 /**
1781  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
1782  *
1783  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
1784  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
1785  * chain the entries manually.
1786  *
1787  * @param head
1788  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
1789  * @param tail
1790  *   The mbuf to put last in the chain
1791  *
1792  * @return
1793  *   - 0, on success.
1794  *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
1795  */
1796 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
1797 {
1798         struct rte_mbuf *cur_tail;
1799
1800         /* Check for number-of-segments-overflow */
1801         if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
1802                 return -EOVERFLOW;
1803
1804         /* Chain 'tail' onto the old tail */
1805         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
1806         cur_tail->next = tail;
1807
1808         /* accumulate number of segments and total length. */
1809         head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
1810         head->pkt_len += tail->pkt_len;
1811
1812         /* pkt_len is only set in the head */
1813         tail->pkt_len = tail->data_len;
1814
1815         return 0;
1816 }
1817
1818 /**
1819  * Dump an mbuf structure to the console.
1820  *
1821  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
1822  * segments (in the case of a chained buffer).
1823  *
1824  * @param f
1825  *   A pointer to a file for output
1826  * @param m
1827  *   The packet mbuf.
1828  * @param dump_len
1829  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
1830  *   the packet.
1831  */
1832 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
1833
1834 #ifdef __cplusplus
1835 }
1836 #endif
1837
1838 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */