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