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