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