ethdev: add Tx offload outer UDP checksum definition
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright 2014 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MBUF_H_
7 #define _RTE_MBUF_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mbuf
12  *
13  * The mbuf library provides the ability to create and destroy buffers
14  * that may be used by the RTE application to store message
15  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
16  * RTE mempool library.
17  *
18  * The preferred way to create a mbuf pool is to use
19  * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
20  * application may want to have more control (ex: populate the pool with
21  * specific memory), in this case it is possible to use functions from
22  * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
23  * details.
24  *
25  * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
26  * used to carry network packets.
27  *
28  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
29  * should read "TCP/IP Illustrated, Volume 2: The Implementation,
30  * Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-63354-X from Richard Stevens"
31  * http://www.kohala.com/start/tcpipiv2.html
32  */
33
34 #include <stdint.h>
35 #include <rte_compat.h>
36 #include <rte_common.h>
37 #include <rte_config.h>
38 #include <rte_mempool.h>
39 #include <rte_memory.h>
40 #include <rte_atomic.h>
41 #include <rte_prefetch.h>
42 #include <rte_branch_prediction.h>
43 #include <rte_mbuf_ptype.h>
44
45 #ifdef __cplusplus
46 extern "C" {
47 #endif
48
49 /*
50  * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
51  * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
52  *
53  * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
54  *   flags.
55  * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
56  * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
57  *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
58  *   downwards, not upwards.
59  *
60  * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
61  * rte_get_tx_ol_flag_name().
62  */
63
64 /**
65  * The RX packet is a 802.1q VLAN packet, and the tci has been
66  * saved in in mbuf->vlan_tci.
67  * If the flag PKT_RX_VLAN_STRIPPED is also present, the VLAN
68  * header has been stripped from mbuf data, else it is still
69  * present.
70  */
71 #define PKT_RX_VLAN          (1ULL << 0)
72
73 #define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
74 #define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
75
76 /**
77  * Deprecated.
78  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
79  * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
80  * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
81  * wrong by the hardware.
82  */
83 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
84
85 /**
86  * Deprecated.
87  * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
88  * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
89  * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
90  * wrong by the hardware.
91  */
92 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
93
94 #define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
95
96 /**
97  * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
98  * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
99  * in the RX configuration of the PMD.
100  * When PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set, PKT_RX_VLAN must also be set.
101  */
102 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
103
104 /**
105  * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
106  * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
107  * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
108  * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
109  * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
110  *   data, but the integrity of the IP header is verified.
111  */
112 #define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
113
114 #define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
115 #define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
116 #define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
117 #define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
118
119 /**
120  * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
121  * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
122  * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
123  * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
124  * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
125  *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
126  */
127 #define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
128
129 #define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
130 #define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
131 #define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
132 #define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
133
134 #define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
135 #define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
136 #define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
137 #define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
138
139 /**
140  * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
141  * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
142  * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
143  * configuration of the PMD.
144  * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
145  * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) must also be set.
146  */
147 #define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
148
149 /**
150  * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
151  * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
152  * valid and is set to the segment size of original packets.
153  */
154 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
155
156 /**
157  * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
158  */
159 #define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
160
161 /**
162  * Indicate that security offload processing was applied on the RX packet.
163  */
164 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 18)
165
166 /**
167  * Indicate that security offload processing failed on the RX packet.
168  */
169 #define PKT_RX_SEC_OFFLOAD_FAILED       (1ULL << 19)
170
171 /**
172  * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
173  * saved in in mbuf->vlan_tci_outer. If PKT_RX_QINQ set, PKT_RX_VLAN
174  * also should be set and inner tci should be saved to mbuf->vlan_tci.
175  * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
176  * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
177  * present.
178  */
179 #define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
180
181 /**
182  * Mask of bits used to determine the status of outer RX L4 checksum.
183  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN: no info about the outer RX L4 checksum
184  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD: the outer L4 checksum in the packet is wrong
185  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD: the outer L4 checksum in the packet is valid
186  * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID: invalid outer L4 checksum state.
187  *
188  * The detection of PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD shall be based on the given
189  * HW capability, At minimum, the PMD should support
190  * PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN and PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD states
191  * if the DEV_RX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload is available.
192  */
193 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_MASK      ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
194
195 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN   0
196 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD       (1ULL << 21)
197 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD      (1ULL << 22)
198 #define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID   ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
199
200 /* add new RX flags here */
201
202 /* add new TX flags here */
203
204 /**
205  * Outer UDP checksum offload flag. This flag is used for enabling
206  * outer UDP checksum in PMD. To use outer UDP checksum, the user needs to
207  * 1) Enable the following in mbuff,
208  * a) Fill outer_l2_len and outer_l3_len in mbuf.
209  * b) Set the PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM flag.
210  * c) Set the PKT_TX_OUTER_IPV4 or PKT_TX_OUTER_IPV6 flag.
211  * 2) Configure DEV_TX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload flag.
212  */
213 #define PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM     (1ULL << 41)
214
215 /**
216  * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
217  * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
218  * to store the MSS of UDP fragments.
219  */
220 #define PKT_TX_UDP_SEG  (1ULL << 42)
221
222 /**
223  * Request security offload processing on the TX packet.
224  */
225 #define PKT_TX_SEC_OFFLOAD              (1ULL << 43)
226
227 /**
228  * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
229  * this offload feature for a packet to be transmitted.
230  */
231 #define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
232
233 /**
234  * Bits 45:48 used for the tunnel type.
235  * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
236  * of tunnel packets.
237  * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
238  * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
239  * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
240  */
241 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
242 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
243 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
244 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
245 /** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
246 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
247 #define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
248 /**
249  * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
250  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
251  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
252  * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
253  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
254  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
255  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
256  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
257  * or checksum are not expected to be updated.
258  */
259 #define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
260 /**
261  * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
262  * UDP tunnel type implies outer IP layer.
263  * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
264  * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
265  * if possible.
266  * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
267  * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
268  * PKT_TX_xxx_CKSUM.
269  * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
270  * or checksum are not expected to be updated.
271  */
272 #define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 45)
273 /* add new TX TUNNEL type here */
274 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
275
276 /**
277  * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
278  */
279 #define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
280 /* this old name is deprecated */
281 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
282
283 /**
284  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
285  * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
286  *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
287  *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
288  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
289  *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
290  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
291  */
292 #define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
293
294 #define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
295
296 /**
297  * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
298  * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
299  * L4 checksum offload, the user needs to:
300  *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
301  *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
302  *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
303  */
304 #define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
305 #define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
306 #define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
307 #define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
308 #define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
309
310 /**
311  * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
312  * also be set by the application, although a PMD will only check
313  * PKT_TX_IP_CKSUM.
314  *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
315  */
316 #define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
317
318 /**
319  * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
320  * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
321  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
322  * the inner headers.
323  */
324 #define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
325
326 /**
327  * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
328  * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
329  * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
330  * the inner headers.
331  */
332 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
333
334 /**
335  * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
336  */
337 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
338 /* this old name is deprecated */
339 #define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
340
341 /**
342  * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
343  * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
344  * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
345  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
346  */
347 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
348
349 /**
350  * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
351  * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
352  * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
353  */
354 #define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
355
356 /**
357  * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
358  * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
359  * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
360  */
361 #define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
362
363 /**
364  * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
365  * which can be set for packet.
366  */
367 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
368                 PKT_TX_OUTER_IPV6 |      \
369                 PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
370                 PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
371                 PKT_TX_VLAN_PKT |        \
372                 PKT_TX_IPV6 |            \
373                 PKT_TX_IPV4 |            \
374                 PKT_TX_IP_CKSUM |        \
375                 PKT_TX_L4_MASK |         \
376                 PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
377                 PKT_TX_TCP_SEG |         \
378                 PKT_TX_QINQ_PKT |        \
379                 PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
380                 PKT_TX_MACSEC |          \
381                 PKT_TX_SEC_OFFLOAD |    \
382                 PKT_TX_UDP_SEG |        \
383                 PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM)
384
385 /**
386  * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
387  */
388 #define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
389
390 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
391
392 /** Alignment constraint of mbuf private area. */
393 #define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
394
395 /**
396  * Get the name of a RX offload flag
397  *
398  * @param mask
399  *   The mask describing the flag.
400  * @return
401  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid RX flag.
402  */
403 const char *rte_get_rx_ol_flag_name(uint64_t mask);
404
405 /**
406  * Dump the list of RX offload flags in a buffer
407  *
408  * @param mask
409  *   The mask describing the RX flags.
410  * @param buf
411  *   The output buffer.
412  * @param buflen
413  *   The length of the buffer.
414  * @return
415  *   0 on success, (-1) on error.
416  */
417 int rte_get_rx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
418
419 /**
420  * Get the name of a TX offload flag
421  *
422  * @param mask
423  *   The mask describing the flag. Usually only one bit must be set.
424  *   Several bits can be given if they belong to the same mask.
425  *   Ex: PKT_TX_L4_MASK.
426  * @return
427  *   The name of this flag, or NULL if it's not a valid TX flag.
428  */
429 const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
430
431 /**
432  * Dump the list of TX offload flags in a buffer
433  *
434  * @param mask
435  *   The mask describing the TX flags.
436  * @param buf
437  *   The output buffer.
438  * @param buflen
439  *   The length of the buffer.
440  * @return
441  *   0 on success, (-1) on error.
442  */
443 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
444
445 /**
446  * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
447  * splitting it into multiple segments.
448  * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
449  * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
450  */
451 #define RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
452 #define RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
453         (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
454
455 /* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
456  * mbuf */
457 __extension__
458 typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
459 __extension__
460 typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
461 __extension__
462 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
463                                * with a single assignment */
464
465 /**
466  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
467  */
468 struct rte_mbuf {
469         MARKER cacheline0;
470
471         void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
472         /**
473          * Physical address of segment buffer.
474          * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
475          * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
476          * working on vector drivers easier.
477          */
478         RTE_STD_C11
479         union {
480                 rte_iova_t buf_iova;
481                 rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
482         } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
483
484         /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
485         MARKER64 rearm_data;
486         uint16_t data_off;
487
488         /**
489          * Reference counter. Its size should at least equal to the size
490          * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
491          * It should only be accessed using the following functions:
492          * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
493          * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
494          * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
495          * config option.
496          */
497         RTE_STD_C11
498         union {
499                 rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
500                 uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
501         };
502         uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
503
504         /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
505          * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
506          */
507         uint16_t port;
508
509         uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
510
511         /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
512         MARKER rx_descriptor_fields1;
513
514         /*
515          * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
516          * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
517          * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
518          * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
519          * vlan is stripped from the data.
520          */
521         RTE_STD_C11
522         union {
523                 uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
524                 struct {
525                         uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
526                         uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
527                         uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
528                         uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
529                         RTE_STD_C11
530                         union {
531                                 uint8_t inner_esp_next_proto;
532                                 /**< ESP next protocol type, valid if
533                                  * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
534                                  * on both Tx and Rx.
535                                  */
536                                 __extension__
537                                 struct {
538                                         uint8_t inner_l2_type:4;
539                                         /**< Inner L2 type. */
540                                         uint8_t inner_l3_type:4;
541                                         /**< Inner L3 type. */
542                                 };
543                         };
544                         uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
545                 };
546         };
547
548         uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
549         uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
550         /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
551         uint16_t vlan_tci;
552
553         union {
554                 uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
555                 struct {
556                         RTE_STD_C11
557                         union {
558                                 struct {
559                                         uint16_t hash;
560                                         uint16_t id;
561                                 };
562                                 uint32_t lo;
563                                 /**< Second 4 flexible bytes */
564                         };
565                         uint32_t hi;
566                         /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
567                              PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
568                 } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
569                 struct {
570                         uint32_t lo;
571                         uint32_t hi;
572                         /**< The event eth Tx adapter uses this field to store
573                          * Tx queue id. @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
574                          */
575                 } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
576                 uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
577         } hash;                   /**< hash information */
578
579         /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
580         uint16_t vlan_tci_outer;
581
582         uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
583
584         /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
585          * are not normalized but are always the same for a given port.
586          */
587         uint64_t timestamp;
588
589         /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
590         MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
591
592         RTE_STD_C11
593         union {
594                 void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
595                 uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
596         };
597
598         struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
599         struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
600
601         /* fields to support TX offloads */
602         RTE_STD_C11
603         union {
604                 uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
605                 __extension__
606                 struct {
607                         uint64_t l2_len:7;
608                         /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
609                          * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
610                          */
611                         uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
612                         uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
613                         uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
614
615                         /* fields for TX offloading of tunnels */
616                         uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
617                         uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
618
619                         /* uint64_t unused:8; */
620                 };
621         };
622
623         /** Size of the application private data. In case of an indirect
624          * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
625         uint16_t priv_size;
626
627         /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
628         uint16_t timesync;
629
630         /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
631         uint32_t seqn;
632
633         /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
634          * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
635          */
636         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
637
638 } __rte_cache_aligned;
639
640 /**
641  * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
642  */
643 typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
644
645 /**
646  * Shared data at the end of an external buffer.
647  */
648 struct rte_mbuf_ext_shared_info {
649         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
650         void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
651         rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
652 };
653
654 /**< Maximum number of nb_segs allowed. */
655 #define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS    UINT16_MAX
656
657 /**
658  * Prefetch the first part of the mbuf
659  *
660  * The first 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used early
661  * in the receive path. If the cache line of the architecture is higher than
662  * 64B, the second part will also be prefetched.
663  *
664  * @param m
665  *   The pointer to the mbuf.
666  */
667 static inline void
668 rte_mbuf_prefetch_part1(struct rte_mbuf *m)
669 {
670         rte_prefetch0(&m->cacheline0);
671 }
672
673 /**
674  * Prefetch the second part of the mbuf
675  *
676  * The next 64 bytes of the mbuf corresponds to fields that are used in the
677  * transmit path. If the cache line of the architecture is higher than 64B,
678  * this function does nothing as it is expected that the full mbuf is
679  * already in cache.
680  *
681  * @param m
682  *   The pointer to the mbuf.
683  */
684 static inline void
685 rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
686 {
687 #if RTE_CACHE_LINE_SIZE == 64
688         rte_prefetch0(&m->cacheline1);
689 #else
690         RTE_SET_USED(m);
691 #endif
692 }
693
694
695 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
696
697 /**
698  * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
699  *
700  * @param mb
701  *   The pointer to the mbuf.
702  * @return
703  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
704  */
705 static inline rte_iova_t
706 rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
707 {
708         return mb->buf_iova + mb->data_off;
709 }
710
711 __rte_deprecated
712 static inline phys_addr_t
713 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
714 {
715         return rte_mbuf_data_iova(mb);
716 }
717
718 /**
719  * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
720  *
721  * This function is used by drivers in their receive function, as it
722  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
723  * the default headroom in account.
724  *
725  * @param mb
726  *   The pointer to the mbuf.
727  * @return
728  *   The IO address of the beginning of the mbuf data
729  */
730 static inline rte_iova_t
731 rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
732 {
733         return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
734 }
735
736 __rte_deprecated
737 static inline phys_addr_t
738 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
739 {
740         return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
741 }
742
743 /**
744  * Return the mbuf owning the data buffer address of an indirect mbuf.
745  *
746  * @param mi
747  *   The pointer to the indirect mbuf.
748  * @return
749  *   The address of the direct mbuf corresponding to buffer_addr.
750  */
751 static inline struct rte_mbuf *
752 rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
753 {
754         return (struct rte_mbuf *)RTE_PTR_SUB(mi->buf_addr, sizeof(*mi) + mi->priv_size);
755 }
756
757 /**
758  * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
759  *
760  * @param md
761  *   The pointer to the mbuf.
762  * @return
763  *   The address of the data buffer owned by the mbuf.
764  */
765 static inline char *
766 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
767 {
768         char *buffer_addr;
769         buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
770         return buffer_addr;
771 }
772
773 /**
774  * Return the starting address of the private data area embedded in
775  * the given mbuf.
776  *
777  * Note that no check is made to ensure that a private data area
778  * actually exists in the supplied mbuf.
779  *
780  * @param m
781  *   The pointer to the mbuf.
782  * @return
783  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
784  */
785 static inline void * __rte_experimental
786 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
787 {
788         return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
789 }
790
791 /**
792  * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
793  * otherwise.
794  *
795  * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
796  * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
797  */
798 #define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
799
800 /**
801  * Deprecated.
802  * Use RTE_MBUF_CLONED().
803  */
804 #define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   RTE_MBUF_CLONED(mb)
805
806 /**
807  * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
808  *
809  * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
810  */
811 #define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
812
813 /**
814  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
815  *
816  * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
817  * can be defined as a direct mbuf.
818  */
819 #define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
820         (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
821
822 /**
823  * Private data in case of pktmbuf pool.
824  *
825  * A structure that contains some pktmbuf_pool-specific data that are
826  * appended after the mempool structure (in private data).
827  */
828 struct rte_pktmbuf_pool_private {
829         uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
830         uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
831 };
832
833 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
834
835 /**  check mbuf type in debug mode */
836 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) rte_mbuf_sanity_check(m, is_h)
837
838 #else /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
839
840 /**  check mbuf type in debug mode */
841 #define __rte_mbuf_sanity_check(m, is_h) do { } while (0)
842
843 #endif /*  RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG */
844
845 #ifdef RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
846
847 /**
848  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
849  * @param m
850  *   Mbuf to read
851  * @return
852  *   Reference count number.
853  */
854 static inline uint16_t
855 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
856 {
857         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
858 }
859
860 /**
861  * Sets an mbuf's refcnt to a defined value.
862  * @param m
863  *   Mbuf to update
864  * @param new_value
865  *   Value set
866  */
867 static inline void
868 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
869 {
870         rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
871 }
872
873 /* internal */
874 static inline uint16_t
875 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
876 {
877         return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
878 }
879
880 /**
881  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
882  * @param m
883  *   Mbuf to update
884  * @param value
885  *   Value to add/subtract
886  * @return
887  *   Updated value
888  */
889 static inline uint16_t
890 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
891 {
892         /*
893          * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
894          * call it in the case where we know we are the uniq holder of
895          * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
896          * operation has to be used because concurrent accesses on the
897          * reference counter can occur.
898          */
899         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
900                 ++value;
901                 rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
902                 return (uint16_t)value;
903         }
904
905         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
906 }
907
908 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
909
910 /* internal */
911 static inline uint16_t
912 __rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
913 {
914         m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
915         return m->refcnt;
916 }
917
918 /**
919  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
920  */
921 static inline uint16_t
922 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
923 {
924         return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
925 }
926
927 /**
928  * Reads the value of an mbuf's refcnt.
929  */
930 static inline uint16_t
931 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
932 {
933         return m->refcnt;
934 }
935
936 /**
937  * Sets an mbuf's refcnt to the defined value.
938  */
939 static inline void
940 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
941 {
942         m->refcnt = new_value;
943 }
944
945 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
946
947 /**
948  * Reads the refcnt of an external buffer.
949  *
950  * @param shinfo
951  *   Shared data of the external buffer.
952  * @return
953  *   Reference count number.
954  */
955 static inline uint16_t
956 rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
957 {
958         return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
959 }
960
961 /**
962  * Set refcnt of an external buffer.
963  *
964  * @param shinfo
965  *   Shared data of the external buffer.
966  * @param new_value
967  *   Value set
968  */
969 static inline void
970 rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
971         uint16_t new_value)
972 {
973         rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
974 }
975
976 /**
977  * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
978  * value.
979  *
980  * @param shinfo
981  *   Shared data of the external buffer.
982  * @param value
983  *   Value to add/subtract
984  * @return
985  *   Updated value
986  */
987 static inline uint16_t
988 rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
989         int16_t value)
990 {
991         if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
992                 ++value;
993                 rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
994                 return (uint16_t)value;
995         }
996
997         return (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
998 }
999
1000 /** Mbuf prefetch */
1001 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
1002         if ((m) != NULL)                        \
1003                 rte_prefetch0(m);               \
1004 } while (0)
1005
1006
1007 /**
1008  * Sanity checks on an mbuf.
1009  *
1010  * Check the consistency of the given mbuf. The function will cause a
1011  * panic if corruption is detected.
1012  *
1013  * @param m
1014  *   The mbuf to be checked.
1015  * @param is_header
1016  *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
1017  *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
1018  */
1019 void
1020 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
1021
1022 #define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                            \
1023         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
1024         RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
1025         RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
1026         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
1027 } while (0)
1028
1029 /**
1030  * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
1031  *
1032  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
1033  * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
1034  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
1035  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
1036  *
1037  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
1038  * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
1039  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
1040  * by the caller.
1041  *
1042  * @param mp
1043  *   The mempool from which mbuf is allocated.
1044  * @return
1045  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1046  *   - NULL if allocation failed.
1047  */
1048 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
1049 {
1050         struct rte_mbuf *m;
1051
1052         if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
1053                 return NULL;
1054         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
1055         return m;
1056 }
1057
1058 /**
1059  * Put mbuf back into its original mempool.
1060  *
1061  * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
1062  * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
1063  * rte_pktmbuf_prefree_seg().
1064  *
1065  * This function should be used with care, when optimization is
1066  * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
1067  * rte_pktmbuf_free_seg().
1068  *
1069  * @param m
1070  *   The mbuf to be freed.
1071  */
1072 static __rte_always_inline void
1073 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
1074 {
1075         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
1076         RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1077         RTE_ASSERT(m->next == NULL);
1078         RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
1079         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1080         rte_mempool_put(m->pool, m);
1081 }
1082
1083 /**
1084  * The packet mbuf constructor.
1085  *
1086  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
1087  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
1088  * address, and so on). This function is given as a callback function to
1089  * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
1090  *
1091  * @param mp
1092  *   The mempool from which mbufs originate.
1093  * @param opaque_arg
1094  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1095  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1096  *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
1097  * @param m
1098  *   The mbuf to initialize.
1099  * @param i
1100  *   The index of the mbuf in the pool table.
1101  */
1102 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
1103                       void *m, unsigned i);
1104
1105
1106 /**
1107  * A  packet mbuf pool constructor.
1108  *
1109  * This function initializes the mempool private data in the case of a
1110  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
1111  * function must be called on the mempool before it is used, or it
1112  * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
1113  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
1114  * provide another packet size.
1115  *
1116  * @param mp
1117  *   The mempool from which mbufs originate.
1118  * @param opaque_arg
1119  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
1120  *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
1121  *   rte_mempool_create().
1122  */
1123 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
1124
1125 /**
1126  * Create a mbuf pool.
1127  *
1128  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1129  * a wrapper to rte_mempool functions.
1130  *
1131  * @param name
1132  *   The name of the mbuf pool.
1133  * @param n
1134  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1135  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1136  *   n = (2^q - 1).
1137  * @param cache_size
1138  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1139  *   details.
1140  * @param priv_size
1141  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1142  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1143  * @param data_room_size
1144  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1145  * @param socket_id
1146  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1147  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1148  *   reserved zone.
1149  * @return
1150  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1151  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1152  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1153  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1154  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1155  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1156  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1157  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1158  */
1159 struct rte_mempool *
1160 rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
1161         unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1162         int socket_id);
1163
1164 /**
1165  * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
1166  *
1167  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
1168  * a wrapper to rte_mempool functions.
1169  *
1170  * @param name
1171  *   The name of the mbuf pool.
1172  * @param n
1173  *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
1174  *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
1175  *   n = (2^q - 1).
1176  * @param cache_size
1177  *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
1178  *   details.
1179  * @param priv_size
1180  *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
1181  *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
1182  * @param data_room_size
1183  *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
1184  * @param socket_id
1185  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
1186  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
1187  *   reserved zone.
1188  * @param ops_name
1189  *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
1190  *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
1191  * @return
1192  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1193  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1194  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1195  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1196  *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
1197  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1198  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1199  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1200  */
1201 struct rte_mempool *
1202 rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
1203         unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
1204         int socket_id, const char *ops_name);
1205
1206 /**
1207  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1208  *
1209  * The data room size is the amount of data that can be stored in a
1210  * mbuf including the headroom (RTE_PKTMBUF_HEADROOM).
1211  *
1212  * @param mp
1213  *   The packet mbuf pool.
1214  * @return
1215  *   The data room size of mbufs stored in this mempool.
1216  */
1217 static inline uint16_t
1218 rte_pktmbuf_data_room_size(struct rte_mempool *mp)
1219 {
1220         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1221
1222         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1223         return mbp_priv->mbuf_data_room_size;
1224 }
1225
1226 /**
1227  * Get the application private size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
1228  *
1229  * The private size of mbuf is a zone located between the rte_mbuf
1230  * structure and the data buffer where an application can store data
1231  * associated to a packet.
1232  *
1233  * @param mp
1234  *   The packet mbuf pool.
1235  * @return
1236  *   The private size of mbufs stored in this mempool.
1237  */
1238 static inline uint16_t
1239 rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
1240 {
1241         struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
1242
1243         mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
1244         return mbp_priv->mbuf_priv_size;
1245 }
1246
1247 /**
1248  * Reset the data_off field of a packet mbuf to its default value.
1249  *
1250  * The given mbuf must have only one segment, which should be empty.
1251  *
1252  * @param m
1253  *   The packet mbuf's data_off field has to be reset.
1254  */
1255 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
1256 {
1257         m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
1258                                         (uint16_t)m->buf_len);
1259 }
1260
1261 /**
1262  * Reset the fields of a packet mbuf to their default values.
1263  *
1264  * The given mbuf must have only one segment.
1265  *
1266  * @param m
1267  *   The packet mbuf to be resetted.
1268  */
1269 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
1270
1271 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
1272 {
1273         m->next = NULL;
1274         m->pkt_len = 0;
1275         m->tx_offload = 0;
1276         m->vlan_tci = 0;
1277         m->vlan_tci_outer = 0;
1278         m->nb_segs = 1;
1279         m->port = MBUF_INVALID_PORT;
1280
1281         m->ol_flags = 0;
1282         m->packet_type = 0;
1283         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1284
1285         m->data_len = 0;
1286         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1287 }
1288
1289 /**
1290  * Allocate a new mbuf from a mempool.
1291  *
1292  * This new mbuf contains one segment, which has a length of 0. The pointer
1293  * to data is initialized to have some bytes of headroom in the buffer
1294  * (if buffer size allows).
1295  *
1296  * @param mp
1297  *   The mempool from which the mbuf is allocated.
1298  * @return
1299  *   - The pointer to the new mbuf on success.
1300  *   - NULL if allocation failed.
1301  */
1302 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
1303 {
1304         struct rte_mbuf *m;
1305         if ((m = rte_mbuf_raw_alloc(mp)) != NULL)
1306                 rte_pktmbuf_reset(m);
1307         return m;
1308 }
1309
1310 /**
1311  * Allocate a bulk of mbufs, initialize refcnt and reset the fields to default
1312  * values.
1313  *
1314  *  @param pool
1315  *    The mempool from which mbufs are allocated.
1316  *  @param mbufs
1317  *    Array of pointers to mbufs
1318  *  @param count
1319  *    Array size
1320  *  @return
1321  *   - 0: Success
1322  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
1323  */
1324 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
1325          struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
1326 {
1327         unsigned idx = 0;
1328         int rc;
1329
1330         rc = rte_mempool_get_bulk(pool, (void **)mbufs, count);
1331         if (unlikely(rc))
1332                 return rc;
1333
1334         /* To understand duff's device on loop unwinding optimization, see
1335          * https://en.wikipedia.org/wiki/Duff's_device.
1336          * Here while() loop is used rather than do() while{} to avoid extra
1337          * check if count is zero.
1338          */
1339         switch (count % 4) {
1340         case 0:
1341                 while (idx != count) {
1342                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1343                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1344                         idx++;
1345                         /* fall-through */
1346         case 3:
1347                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1348                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1349                         idx++;
1350                         /* fall-through */
1351         case 2:
1352                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1353                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1354                         idx++;
1355                         /* fall-through */
1356         case 1:
1357                         MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
1358                         rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
1359                         idx++;
1360                         /* fall-through */
1361                 }
1362         }
1363         return 0;
1364 }
1365
1366 /**
1367  * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
1368  * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
1369  * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
1370  * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
1371  * separately, this should not be called but application has to properly
1372  * initialize the shared data according to its need.
1373  *
1374  * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
1375  *
1376  * @warning
1377  * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
1378  * after this initialization. This shall be used for
1379  * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
1380  *
1381  * @param buf_addr
1382  *   The pointer to the external buffer.
1383  * @param [in,out] buf_len
1384  *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
1385  *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
1386  *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
1387  *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
1388  * @param free_cb
1389  *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
1390  *   freed.
1391  * @param fcb_opaque
1392  *   Argument for the free callback function.
1393  *
1394  * @return
1395  *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
1396  *   otherwise.
1397  */
1398 static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
1399 rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
1400         rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
1401 {
1402         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
1403         void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
1404         void *addr;
1405
1406         addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
1407                                    sizeof(uintptr_t));
1408         if (addr <= buf_addr)
1409                 return NULL;
1410
1411         shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
1412         shinfo->free_cb = free_cb;
1413         shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
1414         rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
1415
1416         *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
1417         return shinfo;
1418 }
1419
1420 /**
1421  * Attach an external buffer to a mbuf.
1422  *
1423  * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
1424  * it, corresponding free callback function and its argument should be
1425  * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
1426  * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
1427  *
1428  * The headroom for the attaching mbuf will be set to zero and this can be
1429  * properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
1430  * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
1431  *
1432  * More mbufs can be attached to the same external buffer by
1433  * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
1434  * this API.
1435  *
1436  * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
1437  * ``rte_pktmbuf_detach()``.
1438  *
1439  * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
1440  * the content properly, escpecially free callback and refcnt. The pointer
1441  * of shared data will be stored in m->shinfo.
1442  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
1443  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
1444  * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
1445  *
1446  *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
1447  *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
1448  *                                             free_cb, fcb_arg);
1449  *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
1450  *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1451  *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
1452  *
1453  * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
1454  * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
1455  * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
1456  *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
1457  *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
1458  *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
1459  *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
1460  *   external buffer is writable.
1461  * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
1462  *   attached with appropriate free callback and its IO address.
1463  * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
1464  *
1465  * @warning
1466  * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
1467  * Once external buffer is enabled by allowing experimental API,
1468  * ``RTE_MBUF_DIRECT()`` and ``RTE_MBUF_INDIRECT()`` are no longer
1469  * exclusive. A mbuf can be considered direct if it is neither indirect nor
1470  * having external buffer.
1471  *
1472  * @param m
1473  *   The pointer to the mbuf.
1474  * @param buf_addr
1475  *   The pointer to the external buffer.
1476  * @param buf_iova
1477  *   IO address of the external buffer.
1478  * @param buf_len
1479  *   The size of the external buffer.
1480  * @param shinfo
1481  *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
1482  */
1483 static inline void __rte_experimental
1484 rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
1485         rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
1486         struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
1487 {
1488         /* mbuf should not be read-only */
1489         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
1490         RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
1491
1492         m->buf_addr = buf_addr;
1493         m->buf_iova = buf_iova;
1494         m->buf_len = buf_len;
1495
1496         m->data_len = 0;
1497         m->data_off = 0;
1498
1499         m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
1500         m->shinfo = shinfo;
1501 }
1502
1503 /**
1504  * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
1505  * ``rte_pktmbuf_detach()``
1506  *
1507  * @param m
1508  *   The mbuf having external buffer.
1509  */
1510 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
1511
1512 /**
1513  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
1514  *
1515  * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
1516  * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
1517  * external buffer instead of mbuf indirection.
1518  *
1519  * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
1520  * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
1521  * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
1522  *
1523  * Right now, not supported:
1524  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
1525  *  - mbuf we trying to attach (mi) is used by someone else
1526  *    e.g. it's reference counter is greater then 1.
1527  *
1528  * @param mi
1529  *   The indirect packet mbuf.
1530  * @param m
1531  *   The packet mbuf we're attaching to.
1532  */
1533 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
1534 {
1535         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
1536             rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
1537
1538         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
1539                 rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
1540                 mi->ol_flags = m->ol_flags;
1541                 mi->shinfo = m->shinfo;
1542         } else {
1543                 /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
1544                 rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
1545                 mi->priv_size = m->priv_size;
1546                 mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
1547         }
1548
1549         mi->buf_iova = m->buf_iova;
1550         mi->buf_addr = m->buf_addr;
1551         mi->buf_len = m->buf_len;
1552
1553         mi->data_off = m->data_off;
1554         mi->data_len = m->data_len;
1555         mi->port = m->port;
1556         mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
1557         mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
1558         mi->tx_offload = m->tx_offload;
1559         mi->hash = m->hash;
1560
1561         mi->next = NULL;
1562         mi->pkt_len = mi->data_len;
1563         mi->nb_segs = 1;
1564         mi->packet_type = m->packet_type;
1565         mi->timestamp = m->timestamp;
1566
1567         __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
1568         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1569 }
1570
1571 /**
1572  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1573  *
1574  * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
1575  * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
1576  * callback.
1577  */
1578 static inline void
1579 __rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
1580 {
1581         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
1582         RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
1583
1584         if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
1585                 m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
1586 }
1587
1588 /**
1589  * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
1590  *
1591  * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
1592  * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
1593  */
1594 static inline void
1595 __rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
1596 {
1597         struct rte_mbuf *md;
1598
1599         RTE_ASSERT(RTE_MBUF_INDIRECT(m));
1600
1601         md = rte_mbuf_from_indirect(m);
1602
1603         if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
1604                 md->next = NULL;
1605                 md->nb_segs = 1;
1606                 rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
1607                 rte_mbuf_raw_free(md);
1608         }
1609 }
1610
1611 /**
1612  * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
1613  *
1614  *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
1615  *    becomes zero.
1616  *  - restore original mbuf address and length values.
1617  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
1618  *
1619  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
1620  *
1621  * @param m
1622  *   The indirect attached packet mbuf.
1623  */
1624 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
1625 {
1626         struct rte_mempool *mp = m->pool;
1627         uint32_t mbuf_size, buf_len;
1628         uint16_t priv_size;
1629
1630         if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m))
1631                 __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
1632         else
1633                 __rte_pktmbuf_free_direct(m);
1634
1635         priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
1636         mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
1637         buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
1638
1639         m->priv_size = priv_size;
1640         m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
1641         m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
1642         m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
1643         rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
1644         m->data_len = 0;
1645         m->ol_flags = 0;
1646 }
1647
1648 /**
1649  * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
1650  *
1651  * This function does the same than a free, except that it does not
1652  * return the segment to its pool.
1653  * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
1654  * detached from its parent for an indirect mbuf.
1655  *
1656  * @param m
1657  *   The mbuf to be unlinked
1658  * @return
1659  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
1660  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
1661  */
1662 static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
1663 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
1664 {
1665         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1666
1667         if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
1668
1669                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1670                         rte_pktmbuf_detach(m);
1671
1672                 if (m->next != NULL) {
1673                         m->next = NULL;
1674                         m->nb_segs = 1;
1675                 }
1676
1677                 return m;
1678
1679         } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
1680
1681                 if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
1682                         rte_pktmbuf_detach(m);
1683
1684                 if (m->next != NULL) {
1685                         m->next = NULL;
1686                         m->nb_segs = 1;
1687                 }
1688                 rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
1689
1690                 return m;
1691         }
1692         return NULL;
1693 }
1694
1695 /**
1696  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
1697  *
1698  * Free an mbuf, without parsing other segments in case of chained
1699  * buffers.
1700  *
1701  * @param m
1702  *   The packet mbuf segment to be freed.
1703  */
1704 static __rte_always_inline void
1705 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
1706 {
1707         m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
1708         if (likely(m != NULL))
1709                 rte_mbuf_raw_free(m);
1710 }
1711
1712 /**
1713  * Free a packet mbuf back into its original mempool.
1714  *
1715  * Free an mbuf, and all its segments in case of chained buffers. Each
1716  * segment is added back into its original mempool.
1717  *
1718  * @param m
1719  *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
1720  */
1721 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
1722 {
1723         struct rte_mbuf *m_next;
1724
1725         if (m != NULL)
1726                 __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1727
1728         while (m != NULL) {
1729                 m_next = m->next;
1730                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
1731                 m = m_next;
1732         }
1733 }
1734
1735 /**
1736  * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
1737  *
1738  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
1739  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
1740  *  - Attaches newly created mbuf to the segment.
1741  * Then updates pkt_len and nb_segs of the "clone" packet mbuf to match values
1742  * from the original packet mbuf.
1743  *
1744  * @param md
1745  *   The packet mbuf to be cloned.
1746  * @param mp
1747  *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
1748  * @return
1749  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
1750  *   - NULL if allocation fails.
1751  */
1752 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
1753                 struct rte_mempool *mp)
1754 {
1755         struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
1756         uint32_t pktlen;
1757         uint16_t nseg;
1758
1759         if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
1760                 return NULL;
1761
1762         mi = mc;
1763         prev = &mi->next;
1764         pktlen = md->pkt_len;
1765         nseg = 0;
1766
1767         do {
1768                 nseg++;
1769                 rte_pktmbuf_attach(mi, md);
1770                 *prev = mi;
1771                 prev = &mi->next;
1772         } while ((md = md->next) != NULL &&
1773             (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
1774
1775         *prev = NULL;
1776         mc->nb_segs = nseg;
1777         mc->pkt_len = pktlen;
1778
1779         /* Allocation of new indirect segment failed */
1780         if (unlikely (mi == NULL)) {
1781                 rte_pktmbuf_free(mc);
1782                 return NULL;
1783         }
1784
1785         __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
1786         return mc;
1787 }
1788
1789 /**
1790  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
1791  *
1792  * Walks through all segments of given packet mbuf and for each of them
1793  * invokes rte_mbuf_refcnt_update().
1794  *
1795  * @param m
1796  *   The packet mbuf whose refcnt to be updated.
1797  * @param v
1798  *   The value to add to the mbuf's segments refcnt.
1799  */
1800 static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
1801 {
1802         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1803
1804         do {
1805                 rte_mbuf_refcnt_update(m, v);
1806         } while ((m = m->next) != NULL);
1807 }
1808
1809 /**
1810  * Get the headroom in a packet mbuf.
1811  *
1812  * @param m
1813  *   The packet mbuf.
1814  * @return
1815  *   The length of the headroom.
1816  */
1817 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
1818 {
1819         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1820         return m->data_off;
1821 }
1822
1823 /**
1824  * Get the tailroom of a packet mbuf.
1825  *
1826  * @param m
1827  *   The packet mbuf.
1828  * @return
1829  *   The length of the tailroom.
1830  */
1831 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
1832 {
1833         __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
1834         return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
1835                           m->data_len);
1836 }
1837
1838 /**
1839  * Get the last segment of the packet.
1840  *
1841  * @param m
1842  *   The packet mbuf.
1843  * @return
1844  *   The last segment of the given mbuf.
1845  */
1846 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
1847 {
1848         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1849         while (m->next != NULL)
1850                 m = m->next;
1851         return m;
1852 }
1853
1854 /**
1855  * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
1856  *
1857  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1858  * function, the user must ensure that the first segment is large
1859  * enough to accommodate its data.
1860  *
1861  * @param m
1862  *   The packet mbuf.
1863  * @param o
1864  *   The offset into the mbuf data.
1865  * @param t
1866  *   The type to cast the result into.
1867  */
1868 #define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)        \
1869         ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
1870
1871 /**
1872  * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
1873  *
1874  * The returned pointer is cast to type t. Before using this
1875  * function, the user must ensure that the first segment is large
1876  * enough to accommodate its data.
1877  *
1878  * @param m
1879  *   The packet mbuf.
1880  * @param t
1881  *   The type to cast the result into.
1882  */
1883 #define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
1884
1885 /**
1886  * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
1887  * start of the data in the mbuf
1888  *
1889  * @param m
1890  *   The packet mbuf.
1891  * @param o
1892  *   The offset into the data to calculate address from.
1893  */
1894 #define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
1895         (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
1896
1897 /* deprecated */
1898 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
1899         rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
1900
1901 /**
1902  * A macro that returns the IO address that points to the start of the
1903  * data in the mbuf
1904  *
1905  * @param m
1906  *   The packet mbuf.
1907  */
1908 #define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
1909
1910 /* deprecated */
1911 #define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
1912
1913 /**
1914  * A macro that returns the length of the packet.
1915  *
1916  * The value can be read or assigned.
1917  *
1918  * @param m
1919  *   The packet mbuf.
1920  */
1921 #define rte_pktmbuf_pkt_len(m) ((m)->pkt_len)
1922
1923 /**
1924  * A macro that returns the length of the segment.
1925  *
1926  * The value can be read or assigned.
1927  *
1928  * @param m
1929  *   The packet mbuf.
1930  */
1931 #define rte_pktmbuf_data_len(m) ((m)->data_len)
1932
1933 /**
1934  * Prepend len bytes to an mbuf data area.
1935  *
1936  * Returns a pointer to the new
1937  * data start address. If there is not enough headroom in the first
1938  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1939  *
1940  * @param m
1941  *   The pkt mbuf.
1942  * @param len
1943  *   The amount of data to prepend (in bytes).
1944  * @return
1945  *   A pointer to the start of the newly prepended data, or
1946  *   NULL if there is not enough headroom space in the first segment
1947  */
1948 static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
1949                                         uint16_t len)
1950 {
1951         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1952
1953         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
1954                 return NULL;
1955
1956         /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
1957          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
1958          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
1959         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
1960         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
1961         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1962
1963         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
1964 }
1965
1966 /**
1967  * Append len bytes to an mbuf.
1968  *
1969  * Append len bytes to an mbuf and return a pointer to the start address
1970  * of the added data. If there is not enough tailroom in the last
1971  * segment, the function will return NULL, without modifying the mbuf.
1972  *
1973  * @param m
1974  *   The packet mbuf.
1975  * @param len
1976  *   The amount of data to append (in bytes).
1977  * @return
1978  *   A pointer to the start of the newly appended data, or
1979  *   NULL if there is not enough tailroom space in the last segment
1980  */
1981 static inline char *rte_pktmbuf_append(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
1982 {
1983         void *tail;
1984         struct rte_mbuf *m_last;
1985
1986         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
1987
1988         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
1989         if (unlikely(len > rte_pktmbuf_tailroom(m_last)))
1990                 return NULL;
1991
1992         tail = (char *)m_last->buf_addr + m_last->data_off + m_last->data_len;
1993         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len + len);
1994         m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
1995         return (char*) tail;
1996 }
1997
1998 /**
1999  * Remove len bytes at the beginning of an mbuf.
2000  *
2001  * Returns a pointer to the start address of the new data area. If the
2002  * length is greater than the length of the first segment, then the
2003  * function will fail and return NULL, without modifying the mbuf.
2004  *
2005  * @param m
2006  *   The packet mbuf.
2007  * @param len
2008  *   The amount of data to remove (in bytes).
2009  * @return
2010  *   A pointer to the new start of the data.
2011  */
2012 static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2013 {
2014         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2015
2016         if (unlikely(len > m->data_len))
2017                 return NULL;
2018
2019         /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2020          *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
2021          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2022         m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
2023         m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
2024         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2025         return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
2026 }
2027
2028 /**
2029  * Remove len bytes of data at the end of the mbuf.
2030  *
2031  * If the length is greater than the length of the last segment, the
2032  * function will fail and return -1 without modifying the mbuf.
2033  *
2034  * @param m
2035  *   The packet mbuf.
2036  * @param len
2037  *   The amount of data to remove (in bytes).
2038  * @return
2039  *   - 0: On success.
2040  *   - -1: On error.
2041  */
2042 static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
2043 {
2044         struct rte_mbuf *m_last;
2045
2046         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2047
2048         m_last = rte_pktmbuf_lastseg(m);
2049         if (unlikely(len > m_last->data_len))
2050                 return -1;
2051
2052         m_last->data_len = (uint16_t)(m_last->data_len - len);
2053         m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
2054         return 0;
2055 }
2056
2057 /**
2058  * Test if mbuf data is contiguous.
2059  *
2060  * @param m
2061  *   The packet mbuf.
2062  * @return
2063  *   - 1, if all data is contiguous (one segment).
2064  *   - 0, if there is several segments.
2065  */
2066 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
2067 {
2068         __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
2069         return !!(m->nb_segs == 1);
2070 }
2071
2072 /**
2073  * @internal used by rte_pktmbuf_read().
2074  */
2075 const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
2076         uint32_t len, void *buf);
2077
2078 /**
2079  * Read len data bytes in a mbuf at specified offset.
2080  *
2081  * If the data is contiguous, return the pointer in the mbuf data, else
2082  * copy the data in the buffer provided by the user and return its
2083  * pointer.
2084  *
2085  * @param m
2086  *   The pointer to the mbuf.
2087  * @param off
2088  *   The offset of the data in the mbuf.
2089  * @param len
2090  *   The amount of bytes to read.
2091  * @param buf
2092  *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
2093  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
2094  * @return
2095  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
2096  *   or in the user buffer. If mbuf is too small, NULL is returned.
2097  */
2098 static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
2099         uint32_t off, uint32_t len, void *buf)
2100 {
2101         if (likely(off + len <= rte_pktmbuf_data_len(m)))
2102                 return rte_pktmbuf_mtod_offset(m, char *, off);
2103         else
2104                 return __rte_pktmbuf_read(m, off, len, buf);
2105 }
2106
2107 /**
2108  * Chain an mbuf to another, thereby creating a segmented packet.
2109  *
2110  * Note: The implementation will do a linear walk over the segments to find
2111  * the tail entry. For cases when there are many segments, it's better to
2112  * chain the entries manually.
2113  *
2114  * @param head
2115  *   The head of the mbuf chain (the first packet)
2116  * @param tail
2117  *   The mbuf to put last in the chain
2118  *
2119  * @return
2120  *   - 0, on success.
2121  *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
2122  */
2123 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
2124 {
2125         struct rte_mbuf *cur_tail;
2126
2127         /* Check for number-of-segments-overflow */
2128         if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
2129                 return -EOVERFLOW;
2130
2131         /* Chain 'tail' onto the old tail */
2132         cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
2133         cur_tail->next = tail;
2134
2135         /* accumulate number of segments and total length.
2136          * NB: elaborating the addition like this instead of using
2137          *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
2138          *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2139         head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
2140         head->pkt_len += tail->pkt_len;
2141
2142         /* pkt_len is only set in the head */
2143         tail->pkt_len = tail->data_len;
2144
2145         return 0;
2146 }
2147
2148 /**
2149  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
2150  *
2151  * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
2152  *
2153  * @param m
2154  *   The packet mbuf to be validated.
2155  * @return
2156  *   0 if packet is valid
2157  */
2158 static inline int
2159 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
2160 {
2161         uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
2162         uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
2163
2164         /* Does packet set any of available offloads? */
2165         if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
2166                 return 0;
2167
2168         if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
2169                 /* NB: elaborating the addition like this instead of using
2170                  *     += gives the result uint64_t type instead of int,
2171                  *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
2172                 inner_l3_offset = inner_l3_offset + m->outer_l2_len +
2173                                   m->outer_l3_len;
2174
2175         /* Headers are fragmented */
2176         if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
2177                 return -ENOTSUP;
2178
2179         /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
2180         if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
2181                 return -EINVAL;
2182
2183         /* IP type not set when required */
2184         if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
2185                 if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
2186                         return -EINVAL;
2187
2188         /* Check requirements for TSO packet */
2189         if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
2190                 if ((m->tso_segsz == 0) ||
2191                                 ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
2192                                 !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
2193                         return -EINVAL;
2194
2195         /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
2196         if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
2197                         !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
2198                 return -EINVAL;
2199
2200         return 0;
2201 }
2202
2203 /**
2204  * Linearize data in mbuf.
2205  *
2206  * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
2207  * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
2208  *
2209  * @param mbuf
2210  *   mbuf to linearize
2211  * @return
2212  *   - 0, on success
2213  *   - -1, on error
2214  */
2215 static inline int
2216 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
2217 {
2218         size_t seg_len, copy_len;
2219         struct rte_mbuf *m;
2220         struct rte_mbuf *m_next;
2221         char *buffer;
2222
2223         if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
2224                 return 0;
2225
2226         /* Extend first segment to the total packet length */
2227         copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
2228
2229         if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
2230                 return -1;
2231
2232         buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
2233         mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
2234
2235         /* Append data from next segments to the first one */
2236         m = mbuf->next;
2237         while (m != NULL) {
2238                 m_next = m->next;
2239
2240                 seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
2241                 rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
2242                 buffer += seg_len;
2243
2244                 rte_pktmbuf_free_seg(m);
2245                 m = m_next;
2246         }
2247
2248         mbuf->next = NULL;
2249         mbuf->nb_segs = 1;
2250
2251         return 0;
2252 }
2253
2254 /**
2255  * Dump an mbuf structure to a file.
2256  *
2257  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
2258  * segments (in the case of a chained buffer).
2259  *
2260  * @param f
2261  *   A pointer to a file for output
2262  * @param m
2263  *   The packet mbuf.
2264  * @param dump_len
2265  *   If dump_len != 0, also dump the "dump_len" first data bytes of
2266  *   the packet.
2267  */
2268 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
2269
2270 #ifdef __cplusplus
2271 }
2272 #endif
2273
2274 #endif /* _RTE_MBUF_H_ */