mempool: allow populating with unaligned virtual area
[dpdk.git] / lib / librte_mempool / rte_mempool.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright(c) 2016 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MEMPOOL_H_
7 #define _RTE_MEMPOOL_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mempool.
12  *
13  * A memory pool is an allocator of fixed-size object. It is
14  * identified by its name, and uses a ring to store free objects. It
15  * provides some other optional services, like a per-core object
16  * cache, and an alignment helper to ensure that objects are padded
17  * to spread them equally on all RAM channels, ranks, and so on.
18  *
19  * Objects owned by a mempool should never be added in another
20  * mempool. When an object is freed using rte_mempool_put() or
21  * equivalent, the object data is not modified; the user can save some
22  * meta-data in the object data and retrieve them when allocating a
23  * new object.
24  *
25  * Note: the mempool implementation is not preemptible. An lcore must not be
26  * interrupted by another task that uses the same mempool (because it uses a
27  * ring which is not preemptible). Also, usual mempool functions like
28  * rte_mempool_get() or rte_mempool_put() are designed to be called from an EAL
29  * thread due to the internal per-lcore cache. Due to the lack of caching,
30  * rte_mempool_get() or rte_mempool_put() performance will suffer when called
31  * by non-EAL threads. Instead, non-EAL threads should call
32  * rte_mempool_generic_get() or rte_mempool_generic_put() with a user cache
33  * created with rte_mempool_cache_create().
34  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include <stdlib.h>
38 #include <stdint.h>
39 #include <errno.h>
40 #include <inttypes.h>
41 #include <sys/queue.h>
42
43 #include <rte_config.h>
44 #include <rte_spinlock.h>
45 #include <rte_log.h>
46 #include <rte_debug.h>
47 #include <rte_lcore.h>
48 #include <rte_memory.h>
49 #include <rte_branch_prediction.h>
50 #include <rte_ring.h>
51 #include <rte_memcpy.h>
52 #include <rte_common.h>
53
54 #ifdef __cplusplus
55 extern "C" {
56 #endif
57
58 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
59 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
60 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
61
62 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
63 /**
64  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
65  */
66 struct rte_mempool_debug_stats {
67         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
68         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
69         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
70         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
71         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
72         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
73         /** Successful allocation number of contiguous blocks. */
74         uint64_t get_success_blks;
75         /** Failed allocation number of contiguous blocks. */
76         uint64_t get_fail_blks;
77 } __rte_cache_aligned;
78 #endif
79
80 /**
81  * A structure that stores a per-core object cache.
82  */
83 struct rte_mempool_cache {
84         uint32_t size;        /**< Size of the cache */
85         uint32_t flushthresh; /**< Threshold before we flush excess elements */
86         uint32_t len;         /**< Current cache count */
87         /*
88          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
89          * cases to avoid needless emptying of cache.
90          */
91         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
92 } __rte_cache_aligned;
93
94 /**
95  * A structure that stores the size of mempool elements.
96  */
97 struct rte_mempool_objsz {
98         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
99         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
100         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
101         uint32_t total_size;
102         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
103 };
104
105 /**< Maximum length of a memory pool's name. */
106 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE (RTE_RING_NAMESIZE - \
107                               sizeof(RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX) + 1)
108 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
109
110 /* "MP_<name>" */
111 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
112
113 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
114
115 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
116 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
117
118 #ifndef RTE_MEMPOOL_ALIGN
119 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN       RTE_CACHE_LINE_SIZE
120 #endif
121
122 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN_MASK  (RTE_MEMPOOL_ALIGN - 1)
123
124 /**
125  * Mempool object header structure
126  *
127  * Each object stored in mempools are prefixed by this header structure,
128  * it allows to retrieve the mempool pointer from the object and to
129  * iterate on all objects attached to a mempool. When debug is enabled,
130  * a cookie is also added in this structure preventing corruptions and
131  * double-frees.
132  */
133 struct rte_mempool_objhdr {
134         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_objhdr) next; /**< Next in list. */
135         struct rte_mempool *mp;          /**< The mempool owning the object. */
136         RTE_STD_C11
137         union {
138                 rte_iova_t iova;         /**< IO address of the object. */
139                 phys_addr_t physaddr;    /**< deprecated - Physical address of the object. */
140         };
141 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
142         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
143 #endif
144 };
145
146 /**
147  * A list of object headers type
148  */
149 STAILQ_HEAD(rte_mempool_objhdr_list, rte_mempool_objhdr);
150
151 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
152
153 /**
154  * Mempool object trailer structure
155  *
156  * In debug mode, each object stored in mempools are suffixed by this
157  * trailer structure containing a cookie preventing memory corruptions.
158  */
159 struct rte_mempool_objtlr {
160         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
161 };
162
163 #endif
164
165 /**
166  * A list of memory where objects are stored
167  */
168 STAILQ_HEAD(rte_mempool_memhdr_list, rte_mempool_memhdr);
169
170 /**
171  * Callback used to free a memory chunk
172  */
173 typedef void (rte_mempool_memchunk_free_cb_t)(struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
174         void *opaque);
175
176 /**
177  * Mempool objects memory header structure
178  *
179  * The memory chunks where objects are stored. Each chunk is virtually
180  * and physically contiguous.
181  */
182 struct rte_mempool_memhdr {
183         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_memhdr) next; /**< Next in list. */
184         struct rte_mempool *mp;  /**< The mempool owning the chunk */
185         void *addr;              /**< Virtual address of the chunk */
186         RTE_STD_C11
187         union {
188                 rte_iova_t iova;       /**< IO address of the chunk */
189                 phys_addr_t phys_addr; /**< Physical address of the chunk */
190         };
191         size_t len;              /**< length of the chunk */
192         rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb; /**< Free callback */
193         void *opaque;            /**< Argument passed to the free callback */
194 };
195
196 /**
197  * @warning
198  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
199  *
200  * Additional information about the mempool
201  *
202  * The structure is cache-line aligned to avoid ABI breakages in
203  * a number of cases when something small is added.
204  */
205 struct rte_mempool_info {
206         /** Number of objects in the contiguous block */
207         unsigned int contig_block_size;
208 } __rte_cache_aligned;
209
210 /**
211  * The RTE mempool structure.
212  */
213 struct rte_mempool {
214         /*
215          * Note: this field kept the RTE_MEMZONE_NAMESIZE size due to ABI
216          * compatibility requirements, it could be changed to
217          * RTE_MEMPOOL_NAMESIZE next time the ABI changes
218          */
219         char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
220         RTE_STD_C11
221         union {
222                 void *pool_data;         /**< Ring or pool to store objects. */
223                 uint64_t pool_id;        /**< External mempool identifier. */
224         };
225         void *pool_config;               /**< optional args for ops alloc. */
226         const struct rte_memzone *mz;    /**< Memzone where pool is alloc'd. */
227         unsigned int flags;              /**< Flags of the mempool. */
228         int socket_id;                   /**< Socket id passed at create. */
229         uint32_t size;                   /**< Max size of the mempool. */
230         uint32_t cache_size;
231         /**< Size of per-lcore default local cache. */
232
233         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
234         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
235         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
236
237         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
238         /**
239          * Index into rte_mempool_ops_table array of mempool ops
240          * structs, which contain callback function pointers.
241          * We're using an index here rather than pointers to the callbacks
242          * to facilitate any secondary processes that may want to use
243          * this mempool.
244          */
245         int32_t ops_index;
246
247         struct rte_mempool_cache *local_cache; /**< Per-lcore local cache */
248
249         uint32_t populated_size;         /**< Number of populated objects. */
250         struct rte_mempool_objhdr_list elt_list; /**< List of objects in pool */
251         uint32_t nb_mem_chunks;          /**< Number of memory chunks */
252         struct rte_mempool_memhdr_list mem_list; /**< List of memory chunks */
253
254 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
255         /** Per-lcore statistics. */
256         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
257 #endif
258 }  __rte_cache_aligned;
259
260 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001 /**< Do not spread among memory channels. */
261 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
262 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
263 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
264 #define MEMPOOL_F_POOL_CREATED   0x0010 /**< Internal: pool is created. */
265 #define MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG 0x0020 /**< Don't need IOVA contiguous objs. */
266 #define MEMPOOL_F_NO_PHYS_CONTIG MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG /* deprecated */
267
268 /**
269  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
270  *
271  * @param mp
272  *   Pointer to the memory pool.
273  * @param name
274  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
275  * @param n
276  *   Number to add to the object-oriented statistics.
277  */
278 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
279 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
280                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
281                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
282                         mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n; \
283                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
284                 }                                               \
285         } while(0)
286 #define __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
287                 unsigned int __lcore_id = rte_lcore_id();       \
288                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
289                         mp->stats[__lcore_id].name##_blks += n; \
290                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
291                 }                                               \
292         } while (0)
293 #else
294 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
295 #define __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while (0)
296 #endif
297
298 /**
299  * Calculate the size of the mempool header.
300  *
301  * @param mp
302  *   Pointer to the memory pool.
303  * @param cs
304  *   Size of the per-lcore cache.
305  */
306 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, cs) \
307         (sizeof(*(mp)) + (((cs) == 0) ? 0 : \
308         (sizeof(struct rte_mempool_cache) * RTE_MAX_LCORE)))
309
310 /* return the header of a mempool object (internal) */
311 static inline struct rte_mempool_objhdr *__mempool_get_header(void *obj)
312 {
313         return (struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(obj,
314                 sizeof(struct rte_mempool_objhdr));
315 }
316
317 /**
318  * Return a pointer to the mempool owning this object.
319  *
320  * @param obj
321  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
322  *   the behavior is undefined.
323  * @return
324  *   A pointer to the mempool structure.
325  */
326 static inline struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
327 {
328         struct rte_mempool_objhdr *hdr = __mempool_get_header(obj);
329         return hdr->mp;
330 }
331
332 /* return the trailer of a mempool object (internal) */
333 static inline struct rte_mempool_objtlr *__mempool_get_trailer(void *obj)
334 {
335         struct rte_mempool *mp = rte_mempool_from_obj(obj);
336         return (struct rte_mempool_objtlr *)RTE_PTR_ADD(obj, mp->elt_size);
337 }
338
339 /**
340  * @internal Check and update cookies or panic.
341  *
342  * @param mp
343  *   Pointer to the memory pool.
344  * @param obj_table_const
345  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
346  * @param n
347  *   Index of object in object table.
348  * @param free
349  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
350  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
351  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
352  */
353 void rte_mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
354         void * const *obj_table_const, unsigned n, int free);
355
356 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
357 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) \
358         rte_mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free)
359 #else
360 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
361 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
362
363 /**
364  * @warning
365  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
366  *
367  * @internal Check contiguous object blocks and update cookies or panic.
368  *
369  * @param mp
370  *   Pointer to the memory pool.
371  * @param first_obj_table_const
372  *   Pointer to a table of void * pointers (first object of the contiguous
373  *   object blocks).
374  * @param n
375  *   Number of contiguous object blocks.
376  * @param free
377  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
378  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
379  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
380  */
381 void rte_mempool_contig_blocks_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
382         void * const *first_obj_table_const, unsigned int n, int free);
383
384 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
385 #define __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
386                                               free) \
387         rte_mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
388                                                 free)
389 #else
390 #define __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
391                                               free) \
392         do {} while (0)
393 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
394
395 #define RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE 32 /**< Max length of ops struct name. */
396
397 /**
398  * Prototype for implementation specific data provisioning function.
399  *
400  * The function should provide the implementation specific memory for
401  * use by the other mempool ops functions in a given mempool ops struct.
402  * E.g. the default ops provides an instance of the rte_ring for this purpose.
403  * it will most likely point to a different type of data structure, and
404  * will be transparent to the application programmer.
405  * This function should set mp->pool_data.
406  */
407 typedef int (*rte_mempool_alloc_t)(struct rte_mempool *mp);
408
409 /**
410  * Free the opaque private data pointed to by mp->pool_data pointer.
411  */
412 typedef void (*rte_mempool_free_t)(struct rte_mempool *mp);
413
414 /**
415  * Enqueue an object into the external pool.
416  */
417 typedef int (*rte_mempool_enqueue_t)(struct rte_mempool *mp,
418                 void * const *obj_table, unsigned int n);
419
420 /**
421  * Dequeue an object from the external pool.
422  */
423 typedef int (*rte_mempool_dequeue_t)(struct rte_mempool *mp,
424                 void **obj_table, unsigned int n);
425
426 /**
427  * @warning
428  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
429  *
430  * Dequeue a number of contiguous object blocks from the external pool.
431  */
432 typedef int (*rte_mempool_dequeue_contig_blocks_t)(struct rte_mempool *mp,
433                  void **first_obj_table, unsigned int n);
434
435 /**
436  * Return the number of available objects in the external pool.
437  */
438 typedef unsigned (*rte_mempool_get_count)(const struct rte_mempool *mp);
439
440 /**
441  * Calculate memory size required to store given number of objects.
442  *
443  * If mempool objects are not required to be IOVA-contiguous
444  * (the flag MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG is set), min_chunk_size defines
445  * virtually contiguous chunk size. Otherwise, if mempool objects must
446  * be IOVA-contiguous (the flag MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG is clear),
447  * min_chunk_size defines IOVA-contiguous chunk size.
448  *
449  * @param[in] mp
450  *   Pointer to the memory pool.
451  * @param[in] obj_num
452  *   Number of objects.
453  * @param[in] pg_shift
454  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
455  * @param[out] min_chunk_size
456  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
457  *   store memory pool objects.
458  * @param[out] align
459  *   Location for required memory chunk alignment.
460  * @return
461  *   Required memory size aligned at page boundary.
462  */
463 typedef ssize_t (*rte_mempool_calc_mem_size_t)(const struct rte_mempool *mp,
464                 uint32_t obj_num,  uint32_t pg_shift,
465                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
466
467 /**
468  * Default way to calculate memory size required to store given number of
469  * objects.
470  *
471  * If page boundaries may be ignored, it is just a product of total
472  * object size including header and trailer and number of objects.
473  * Otherwise, it is a number of pages required to store given number of
474  * objects without crossing page boundary.
475  *
476  * Note that if object size is bigger than page size, then it assumes
477  * that pages are grouped in subsets of physically continuous pages big
478  * enough to store at least one object.
479  *
480  * Minimum size of memory chunk is a maximum of the page size and total
481  * element size.
482  *
483  * Required memory chunk alignment is a maximum of page size and cache
484  * line size.
485  */
486 ssize_t rte_mempool_op_calc_mem_size_default(const struct rte_mempool *mp,
487                 uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift,
488                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
489
490 /**
491  * Function to be called for each populated object.
492  *
493  * @param[in] mp
494  *   A pointer to the mempool structure.
495  * @param[in] opaque
496  *   An opaque pointer passed to iterator.
497  * @param[in] vaddr
498  *   Object virtual address.
499  * @param[in] iova
500  *   Input/output virtual address of the object or RTE_BAD_IOVA.
501  */
502 typedef void (rte_mempool_populate_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
503                 void *opaque, void *vaddr, rte_iova_t iova);
504
505 /**
506  * Populate memory pool objects using provided memory chunk.
507  *
508  * Populated objects should be enqueued to the pool, e.g. using
509  * rte_mempool_ops_enqueue_bulk().
510  *
511  * If the given IO address is unknown (iova = RTE_BAD_IOVA),
512  * the chunk doesn't need to be physically contiguous (only virtually),
513  * and allocated objects may span two pages.
514  *
515  * @param[in] mp
516  *   A pointer to the mempool structure.
517  * @param[in] max_objs
518  *   Maximum number of objects to be populated.
519  * @param[in] vaddr
520  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
521  * @param[in] iova
522  *   The IO address
523  * @param[in] len
524  *   The length of memory in bytes.
525  * @param[in] obj_cb
526  *   Callback function to be executed for each populated object.
527  * @param[in] obj_cb_arg
528  *   An opaque pointer passed to the callback function.
529  * @return
530  *   The number of objects added on success.
531  *   On error, no objects are populated and a negative errno is returned.
532  */
533 typedef int (*rte_mempool_populate_t)(struct rte_mempool *mp,
534                 unsigned int max_objs,
535                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
536                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
537
538 /**
539  * Default way to populate memory pool object using provided memory
540  * chunk: just slice objects one by one.
541  */
542 int rte_mempool_op_populate_default(struct rte_mempool *mp,
543                 unsigned int max_objs,
544                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
545                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
546
547 /**
548  * @warning
549  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
550  *
551  * Get some additional information about a mempool.
552  */
553 typedef int (*rte_mempool_get_info_t)(const struct rte_mempool *mp,
554                 struct rte_mempool_info *info);
555
556
557 /** Structure defining mempool operations structure */
558 struct rte_mempool_ops {
559         char name[RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE]; /**< Name of mempool ops struct. */
560         rte_mempool_alloc_t alloc;       /**< Allocate private data. */
561         rte_mempool_free_t free;         /**< Free the external pool. */
562         rte_mempool_enqueue_t enqueue;   /**< Enqueue an object. */
563         rte_mempool_dequeue_t dequeue;   /**< Dequeue an object. */
564         rte_mempool_get_count get_count; /**< Get qty of available objs. */
565         /**
566          * Optional callback to calculate memory size required to
567          * store specified number of objects.
568          */
569         rte_mempool_calc_mem_size_t calc_mem_size;
570         /**
571          * Optional callback to populate mempool objects using
572          * provided memory chunk.
573          */
574         rte_mempool_populate_t populate;
575         /**
576          * Get mempool info
577          */
578         rte_mempool_get_info_t get_info;
579         /**
580          * Dequeue a number of contiguous object blocks.
581          */
582         rte_mempool_dequeue_contig_blocks_t dequeue_contig_blocks;
583 } __rte_cache_aligned;
584
585 #define RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX 16  /**< Max registered ops structs */
586
587 /**
588  * Structure storing the table of registered ops structs, each of which contain
589  * the function pointers for the mempool ops functions.
590  * Each process has its own storage for this ops struct array so that
591  * the mempools can be shared across primary and secondary processes.
592  * The indices used to access the array are valid across processes, whereas
593  * any function pointers stored directly in the mempool struct would not be.
594  * This results in us simply having "ops_index" in the mempool struct.
595  */
596 struct rte_mempool_ops_table {
597         rte_spinlock_t sl;     /**< Spinlock for add/delete. */
598         uint32_t num_ops;      /**< Number of used ops structs in the table. */
599         /**
600          * Storage for all possible ops structs.
601          */
602         struct rte_mempool_ops ops[RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX];
603 } __rte_cache_aligned;
604
605 /** Array of registered ops structs. */
606 extern struct rte_mempool_ops_table rte_mempool_ops_table;
607
608 /**
609  * @internal Get the mempool ops struct from its index.
610  *
611  * @param ops_index
612  *   The index of the ops struct in the ops struct table. It must be a valid
613  *   index: (0 <= idx < num_ops).
614  * @return
615  *   The pointer to the ops struct in the table.
616  */
617 static inline struct rte_mempool_ops *
618 rte_mempool_get_ops(int ops_index)
619 {
620         RTE_VERIFY((ops_index >= 0) && (ops_index < RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX));
621
622         return &rte_mempool_ops_table.ops[ops_index];
623 }
624
625 /**
626  * @internal Wrapper for mempool_ops alloc callback.
627  *
628  * @param mp
629  *   Pointer to the memory pool.
630  * @return
631  *   - 0: Success; successfully allocated mempool pool_data.
632  *   - <0: Error; code of alloc function.
633  */
634 int
635 rte_mempool_ops_alloc(struct rte_mempool *mp);
636
637 /**
638  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue callback.
639  *
640  * @param mp
641  *   Pointer to the memory pool.
642  * @param obj_table
643  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
644  * @param n
645  *   Number of objects to get.
646  * @return
647  *   - 0: Success; got n objects.
648  *   - <0: Error; code of dequeue function.
649  */
650 static inline int
651 rte_mempool_ops_dequeue_bulk(struct rte_mempool *mp,
652                 void **obj_table, unsigned n)
653 {
654         struct rte_mempool_ops *ops;
655
656         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
657         return ops->dequeue(mp, obj_table, n);
658 }
659
660 /**
661  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue_contig_blocks callback.
662  *
663  * @param[in] mp
664  *   Pointer to the memory pool.
665  * @param[out] first_obj_table
666  *   Pointer to a table of void * pointers (first objects).
667  * @param[in] n
668  *   Number of blocks to get.
669  * @return
670  *   - 0: Success; got n objects.
671  *   - <0: Error; code of dequeue function.
672  */
673 static inline int
674 rte_mempool_ops_dequeue_contig_blocks(struct rte_mempool *mp,
675                 void **first_obj_table, unsigned int n)
676 {
677         struct rte_mempool_ops *ops;
678
679         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
680         RTE_ASSERT(ops->dequeue_contig_blocks != NULL);
681         return ops->dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
682 }
683
684 /**
685  * @internal wrapper for mempool_ops enqueue callback.
686  *
687  * @param mp
688  *   Pointer to the memory pool.
689  * @param obj_table
690  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
691  * @param n
692  *   Number of objects to put.
693  * @return
694  *   - 0: Success; n objects supplied.
695  *   - <0: Error; code of enqueue function.
696  */
697 static inline int
698 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
699                 unsigned n)
700 {
701         struct rte_mempool_ops *ops;
702
703         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
704         return ops->enqueue(mp, obj_table, n);
705 }
706
707 /**
708  * @internal wrapper for mempool_ops get_count callback.
709  *
710  * @param mp
711  *   Pointer to the memory pool.
712  * @return
713  *   The number of available objects in the external pool.
714  */
715 unsigned
716 rte_mempool_ops_get_count(const struct rte_mempool *mp);
717
718 /**
719  * @internal wrapper for mempool_ops calc_mem_size callback.
720  * API to calculate size of memory required to store specified number of
721  * object.
722  *
723  * @param[in] mp
724  *   Pointer to the memory pool.
725  * @param[in] obj_num
726  *   Number of objects.
727  * @param[in] pg_shift
728  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
729  * @param[out] min_chunk_size
730  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
731  *   store memory pool objects.
732  * @param[out] align
733  *   Location for required memory chunk alignment.
734  * @return
735  *   Required memory size aligned at page boundary.
736  */
737 ssize_t rte_mempool_ops_calc_mem_size(const struct rte_mempool *mp,
738                                       uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift,
739                                       size_t *min_chunk_size, size_t *align);
740
741 /**
742  * @internal wrapper for mempool_ops populate callback.
743  *
744  * Populate memory pool objects using provided memory chunk.
745  *
746  * @param[in] mp
747  *   A pointer to the mempool structure.
748  * @param[in] max_objs
749  *   Maximum number of objects to be populated.
750  * @param[in] vaddr
751  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
752  * @param[in] iova
753  *   The IO address
754  * @param[in] len
755  *   The length of memory in bytes.
756  * @param[in] obj_cb
757  *   Callback function to be executed for each populated object.
758  * @param[in] obj_cb_arg
759  *   An opaque pointer passed to the callback function.
760  * @return
761  *   The number of objects added on success.
762  *   On error, no objects are populated and a negative errno is returned.
763  */
764 int rte_mempool_ops_populate(struct rte_mempool *mp, unsigned int max_objs,
765                              void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
766                              rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb,
767                              void *obj_cb_arg);
768
769 /**
770  * @warning
771  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
772  *
773  * Wrapper for mempool_ops get_info callback.
774  *
775  * @param[in] mp
776  *   Pointer to the memory pool.
777  * @param[out] info
778  *   Pointer to the rte_mempool_info structure
779  * @return
780  *   - 0: Success; The mempool driver supports retrieving supplementary
781  *        mempool information
782  *   - -ENOTSUP - doesn't support get_info ops (valid case).
783  */
784 __rte_experimental
785 int rte_mempool_ops_get_info(const struct rte_mempool *mp,
786                          struct rte_mempool_info *info);
787
788 /**
789  * @internal wrapper for mempool_ops free callback.
790  *
791  * @param mp
792  *   Pointer to the memory pool.
793  */
794 void
795 rte_mempool_ops_free(struct rte_mempool *mp);
796
797 /**
798  * Set the ops of a mempool.
799  *
800  * This can only be done on a mempool that is not populated, i.e. just after
801  * a call to rte_mempool_create_empty().
802  *
803  * @param mp
804  *   Pointer to the memory pool.
805  * @param name
806  *   Name of the ops structure to use for this mempool.
807  * @param pool_config
808  *   Opaque data that can be passed by the application to the ops functions.
809  * @return
810  *   - 0: Success; the mempool is now using the requested ops functions.
811  *   - -EINVAL - Invalid ops struct name provided.
812  *   - -EEXIST - mempool already has an ops struct assigned.
813  */
814 int
815 rte_mempool_set_ops_byname(struct rte_mempool *mp, const char *name,
816                 void *pool_config);
817
818 /**
819  * Register mempool operations.
820  *
821  * @param ops
822  *   Pointer to an ops structure to register.
823  * @return
824  *   - >=0: Success; return the index of the ops struct in the table.
825  *   - -EINVAL - some missing callbacks while registering ops struct.
826  *   - -ENOSPC - the maximum number of ops structs has been reached.
827  */
828 int rte_mempool_register_ops(const struct rte_mempool_ops *ops);
829
830 /**
831  * Macro to statically register the ops of a mempool handler.
832  * Note that the rte_mempool_register_ops fails silently here when
833  * more than RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX is registered.
834  */
835 #define MEMPOOL_REGISTER_OPS(ops)                               \
836         RTE_INIT(mp_hdlr_init_##ops)                            \
837         {                                                       \
838                 rte_mempool_register_ops(&ops);                 \
839         }
840
841 /**
842  * An object callback function for mempool.
843  *
844  * Used by rte_mempool_create() and rte_mempool_obj_iter().
845  */
846 typedef void (rte_mempool_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
847                 void *opaque, void *obj, unsigned obj_idx);
848 typedef rte_mempool_obj_cb_t rte_mempool_obj_ctor_t; /* compat */
849
850 /**
851  * A memory callback function for mempool.
852  *
853  * Used by rte_mempool_mem_iter().
854  */
855 typedef void (rte_mempool_mem_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
856                 void *opaque, struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
857                 unsigned mem_idx);
858
859 /**
860  * A mempool constructor callback function.
861  *
862  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
863  * rte_mempool_create().
864  */
865 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
866
867 /**
868  * Create a new mempool named *name* in memory.
869  *
870  * This function uses ``rte_memzone_reserve()`` to allocate memory. The
871  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
872  *
873  * @param name
874  *   The name of the mempool.
875  * @param n
876  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
877  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
878  *   n = (2^q - 1).
879  * @param elt_size
880  *   The size of each element.
881  * @param cache_size
882  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
883  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
884  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
885  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE and n / 1.5. It is advised to choose
886  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
887  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
888  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
889  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
890  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
891  *   avoid losing objects in cache.
892  * @param private_data_size
893  *   The size of the private data appended after the mempool
894  *   structure. This is useful for storing some private data after the
895  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
896  * @param mp_init
897  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
898  *   before object initialization. The user can initialize the private
899  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
900  *   not needed.
901  * @param mp_init_arg
902  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
903  *   constructor function.
904  * @param obj_init
905  *   A function pointer that is called for each object at
906  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
907  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
908  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
909  *   the object pointer and the object number as parameters.
910  * @param obj_init_arg
911  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
912  *   each call to the object constructor function.
913  * @param socket_id
914  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
915  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
916  *   constraint for the reserved zone.
917  * @param flags
918  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
919  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
920  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
921  *     between objects depending on the hardware configuration. See
922  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
923  *     the allocator will just align them to a cache line.
924  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
925  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
926  *     padding will be present between objects. This flag implies
927  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
928  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
929  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
930  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
931  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
932  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
933  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
934  *   - MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG: If set, allocated objects won't
935  *     necessarily be contiguous in IO memory.
936  * @return
937  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
938  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
939  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
940  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
941  *    - EINVAL - cache size provided is too large
942  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
943  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
944  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
945  */
946 struct rte_mempool *
947 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
948                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
949                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
950                    rte_mempool_obj_cb_t *obj_init, void *obj_init_arg,
951                    int socket_id, unsigned flags);
952
953 /**
954  * Create an empty mempool
955  *
956  * The mempool is allocated and initialized, but it is not populated: no
957  * memory is allocated for the mempool elements. The user has to call
958  * rte_mempool_populate_*() to add memory chunks to the pool. Once
959  * populated, the user may also want to initialize each object with
960  * rte_mempool_obj_iter().
961  *
962  * @param name
963  *   The name of the mempool.
964  * @param n
965  *   The maximum number of elements that can be added in the mempool.
966  *   The optimum size (in terms of memory usage) for a mempool is when n
967  *   is a power of two minus one: n = (2^q - 1).
968  * @param elt_size
969  *   The size of each element.
970  * @param cache_size
971  *   Size of the cache. See rte_mempool_create() for details.
972  * @param private_data_size
973  *   The size of the private data appended after the mempool
974  *   structure. This is useful for storing some private data after the
975  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
976  * @param socket_id
977  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
978  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
979  *   constraint for the reserved zone.
980  * @param flags
981  *   Flags controlling the behavior of the mempool. See
982  *   rte_mempool_create() for details.
983  * @return
984  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
985  *   with rte_errno set appropriately. See rte_mempool_create() for details.
986  */
987 struct rte_mempool *
988 rte_mempool_create_empty(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
989         unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
990         int socket_id, unsigned flags);
991 /**
992  * Free a mempool
993  *
994  * Unlink the mempool from global list, free the memory chunks, and all
995  * memory referenced by the mempool. The objects must not be used by
996  * other cores as they will be freed.
997  *
998  * @param mp
999  *   A pointer to the mempool structure.
1000  */
1001 void
1002 rte_mempool_free(struct rte_mempool *mp);
1003
1004 /**
1005  * Add physically contiguous memory for objects in the pool at init
1006  *
1007  * Add a virtually and physically contiguous memory chunk in the pool
1008  * where objects can be instantiated.
1009  *
1010  * If the given IO address is unknown (iova = RTE_BAD_IOVA),
1011  * the chunk doesn't need to be physically contiguous (only virtually),
1012  * and allocated objects may span two pages.
1013  *
1014  * @param mp
1015  *   A pointer to the mempool structure.
1016  * @param vaddr
1017  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
1018  * @param iova
1019  *   The IO address
1020  * @param len
1021  *   The length of memory in bytes.
1022  * @param free_cb
1023  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
1024  * @param opaque
1025  *   An opaque argument passed to free_cb.
1026  * @return
1027  *   The number of objects added on success.
1028  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1029  *   mempool and a negative errno is returned.
1030  */
1031 int rte_mempool_populate_iova(struct rte_mempool *mp, char *vaddr,
1032         rte_iova_t iova, size_t len, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
1033         void *opaque);
1034
1035 /**
1036  * Add virtually contiguous memory for objects in the pool at init
1037  *
1038  * Add a virtually contiguous memory chunk in the pool where objects can
1039  * be instantiated.
1040  *
1041  * @param mp
1042  *   A pointer to the mempool structure.
1043  * @param addr
1044  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
1045  * @param len
1046  *   The length of memory in bytes.
1047  * @param pg_sz
1048  *   The size of memory pages in this virtual area.
1049  * @param free_cb
1050  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
1051  * @param opaque
1052  *   An opaque argument passed to free_cb.
1053  * @return
1054  *   The number of objects added on success.
1055  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1056  *   mempool and a negative errno is returned.
1057  */
1058 int
1059 rte_mempool_populate_virt(struct rte_mempool *mp, char *addr,
1060         size_t len, size_t pg_sz, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
1061         void *opaque);
1062
1063 /**
1064  * Add memory for objects in the pool at init
1065  *
1066  * This is the default function used by rte_mempool_create() to populate
1067  * the mempool. It adds memory allocated using rte_memzone_reserve().
1068  *
1069  * @param mp
1070  *   A pointer to the mempool structure.
1071  * @return
1072  *   The number of objects added on success.
1073  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1074  *   mempool and a negative errno is returned.
1075  */
1076 int rte_mempool_populate_default(struct rte_mempool *mp);
1077
1078 /**
1079  * Add memory from anonymous mapping for objects in the pool at init
1080  *
1081  * This function mmap an anonymous memory zone that is locked in
1082  * memory to store the objects of the mempool.
1083  *
1084  * @param mp
1085  *   A pointer to the mempool structure.
1086  * @return
1087  *   The number of objects added on success.
1088  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1089  *   mempool and a negative errno is returned.
1090  */
1091 int rte_mempool_populate_anon(struct rte_mempool *mp);
1092
1093 /**
1094  * Call a function for each mempool element
1095  *
1096  * Iterate across all objects attached to a rte_mempool and call the
1097  * callback function on it.
1098  *
1099  * @param mp
1100  *   A pointer to an initialized mempool.
1101  * @param obj_cb
1102  *   A function pointer that is called for each object.
1103  * @param obj_cb_arg
1104  *   An opaque pointer passed to the callback function.
1105  * @return
1106  *   Number of objects iterated.
1107  */
1108 uint32_t rte_mempool_obj_iter(struct rte_mempool *mp,
1109         rte_mempool_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
1110
1111 /**
1112  * Call a function for each mempool memory chunk
1113  *
1114  * Iterate across all memory chunks attached to a rte_mempool and call
1115  * the callback function on it.
1116  *
1117  * @param mp
1118  *   A pointer to an initialized mempool.
1119  * @param mem_cb
1120  *   A function pointer that is called for each memory chunk.
1121  * @param mem_cb_arg
1122  *   An opaque pointer passed to the callback function.
1123  * @return
1124  *   Number of memory chunks iterated.
1125  */
1126 uint32_t rte_mempool_mem_iter(struct rte_mempool *mp,
1127         rte_mempool_mem_cb_t *mem_cb, void *mem_cb_arg);
1128
1129 /**
1130  * Dump the status of the mempool to a file.
1131  *
1132  * @param f
1133  *   A pointer to a file for output
1134  * @param mp
1135  *   A pointer to the mempool structure.
1136  */
1137 void rte_mempool_dump(FILE *f, struct rte_mempool *mp);
1138
1139 /**
1140  * Create a user-owned mempool cache.
1141  *
1142  * This can be used by non-EAL threads to enable caching when they
1143  * interact with a mempool.
1144  *
1145  * @param size
1146  *   The size of the mempool cache. See rte_mempool_create()'s cache_size
1147  *   parameter description for more information. The same limits and
1148  *   considerations apply here too.
1149  * @param socket_id
1150  *   The socket identifier in the case of NUMA. The value can be
1151  *   SOCKET_ID_ANY if there is no NUMA constraint for the reserved zone.
1152  */
1153 struct rte_mempool_cache *
1154 rte_mempool_cache_create(uint32_t size, int socket_id);
1155
1156 /**
1157  * Free a user-owned mempool cache.
1158  *
1159  * @param cache
1160  *   A pointer to the mempool cache.
1161  */
1162 void
1163 rte_mempool_cache_free(struct rte_mempool_cache *cache);
1164
1165 /**
1166  * Get a pointer to the per-lcore default mempool cache.
1167  *
1168  * @param mp
1169  *   A pointer to the mempool structure.
1170  * @param lcore_id
1171  *   The logical core id.
1172  * @return
1173  *   A pointer to the mempool cache or NULL if disabled or non-EAL thread.
1174  */
1175 static __rte_always_inline struct rte_mempool_cache *
1176 rte_mempool_default_cache(struct rte_mempool *mp, unsigned lcore_id)
1177 {
1178         if (mp->cache_size == 0)
1179                 return NULL;
1180
1181         if (lcore_id >= RTE_MAX_LCORE)
1182                 return NULL;
1183
1184         return &mp->local_cache[lcore_id];
1185 }
1186
1187 /**
1188  * Flush a user-owned mempool cache to the specified mempool.
1189  *
1190  * @param cache
1191  *   A pointer to the mempool cache.
1192  * @param mp
1193  *   A pointer to the mempool.
1194  */
1195 static __rte_always_inline void
1196 rte_mempool_cache_flush(struct rte_mempool_cache *cache,
1197                         struct rte_mempool *mp)
1198 {
1199         if (cache == NULL)
1200                 cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1201         if (cache == NULL || cache->len == 0)
1202                 return;
1203         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, cache->objs, cache->len);
1204         cache->len = 0;
1205 }
1206
1207 /**
1208  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
1209  * @param mp
1210  *   A pointer to the mempool structure.
1211  * @param obj_table
1212  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1213  * @param n
1214  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
1215  *   positive.
1216  * @param cache
1217  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1218  */
1219 static __rte_always_inline void
1220 __mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1221                       unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1222 {
1223         void **cache_objs;
1224
1225         /* increment stat now, adding in mempool always success */
1226         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
1227
1228         /* No cache provided or if put would overflow mem allocated for cache */
1229         if (unlikely(cache == NULL || n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
1230                 goto ring_enqueue;
1231
1232         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
1233
1234         /*
1235          * The cache follows the following algorithm
1236          *   1. Add the objects to the cache
1237          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
1238          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
1239          */
1240
1241         /* Add elements back into the cache */
1242         rte_memcpy(&cache_objs[0], obj_table, sizeof(void *) * n);
1243
1244         cache->len += n;
1245
1246         if (cache->len >= cache->flushthresh) {
1247                 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, &cache->objs[cache->size],
1248                                 cache->len - cache->size);
1249                 cache->len = cache->size;
1250         }
1251
1252         return;
1253
1254 ring_enqueue:
1255
1256         /* push remaining objects in ring */
1257 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
1258         if (rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n) < 0)
1259                 rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
1260 #else
1261         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n);
1262 #endif
1263 }
1264
1265
1266 /**
1267  * Put several objects back in the mempool.
1268  *
1269  * @param mp
1270  *   A pointer to the mempool structure.
1271  * @param obj_table
1272  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1273  * @param n
1274  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
1275  * @param cache
1276  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1277  */
1278 static __rte_always_inline void
1279 rte_mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1280                         unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1281 {
1282         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
1283         __mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1284 }
1285
1286 /**
1287  * Put several objects back in the mempool.
1288  *
1289  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1290  * version depending on the default behavior that was specified at
1291  * mempool creation time (see flags).
1292  *
1293  * @param mp
1294  *   A pointer to the mempool structure.
1295  * @param obj_table
1296  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1297  * @param n
1298  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
1299  */
1300 static __rte_always_inline void
1301 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1302                      unsigned int n)
1303 {
1304         struct rte_mempool_cache *cache;
1305         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1306         rte_mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1307 }
1308
1309 /**
1310  * Put one object back in the mempool.
1311  *
1312  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1313  * version depending on the default behavior that was specified at
1314  * mempool creation time (see flags).
1315  *
1316  * @param mp
1317  *   A pointer to the mempool structure.
1318  * @param obj
1319  *   A pointer to the object to be added.
1320  */
1321 static __rte_always_inline void
1322 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
1323 {
1324         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
1325 }
1326
1327 /**
1328  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
1329  * @param mp
1330  *   A pointer to the mempool structure.
1331  * @param obj_table
1332  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1333  * @param n
1334  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
1335  * @param cache
1336  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1337  * @return
1338  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
1339  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
1340  */
1341 static __rte_always_inline int
1342 __mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1343                       unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1344 {
1345         int ret;
1346         uint32_t index, len;
1347         void **cache_objs;
1348
1349         /* No cache provided or cannot be satisfied from cache */
1350         if (unlikely(cache == NULL || n >= cache->size))
1351                 goto ring_dequeue;
1352
1353         cache_objs = cache->objs;
1354
1355         /* Can this be satisfied from the cache? */
1356         if (cache->len < n) {
1357                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
1358                 uint32_t req = n + (cache->size - cache->len);
1359
1360                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
1361                 ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp,
1362                         &cache->objs[cache->len], req);
1363                 if (unlikely(ret < 0)) {
1364                         /*
1365                          * In the off chance that we are buffer constrained,
1366                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
1367                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
1368                          * buffers.
1369                          */
1370                         goto ring_dequeue;
1371                 }
1372
1373                 cache->len += req;
1374         }
1375
1376         /* Now fill in the response ... */
1377         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
1378                 *obj_table = cache_objs[len];
1379
1380         cache->len -= n;
1381
1382         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1383
1384         return 0;
1385
1386 ring_dequeue:
1387
1388         /* get remaining objects from ring */
1389         ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp, obj_table, n);
1390
1391         if (ret < 0)
1392                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1393         else
1394                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1395
1396         return ret;
1397 }
1398
1399 /**
1400  * Get several objects from the mempool.
1401  *
1402  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1403  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1404  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1405  * lcores are full.
1406  *
1407  * @param mp
1408  *   A pointer to the mempool structure.
1409  * @param obj_table
1410  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1411  * @param n
1412  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1413  * @param cache
1414  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1415  * @return
1416  *   - 0: Success; objects taken.
1417  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1418  */
1419 static __rte_always_inline int
1420 rte_mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1421                         unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1422 {
1423         int ret;
1424         ret = __mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1425         if (ret == 0)
1426                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1427         return ret;
1428 }
1429
1430 /**
1431  * Get several objects from the mempool.
1432  *
1433  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1434  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1435  * mempool creation time (see flags).
1436  *
1437  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1438  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1439  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1440  * lcores are full.
1441  *
1442  * @param mp
1443  *   A pointer to the mempool structure.
1444  * @param obj_table
1445  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1446  * @param n
1447  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1448  * @return
1449  *   - 0: Success; objects taken
1450  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1451  */
1452 static __rte_always_inline int
1453 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned int n)
1454 {
1455         struct rte_mempool_cache *cache;
1456         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1457         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1458 }
1459
1460 /**
1461  * Get one object from the mempool.
1462  *
1463  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1464  * version, depending on the default behavior that was specified at
1465  * mempool creation (see flags).
1466  *
1467  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1468  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1469  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1470  * lcores are full.
1471  *
1472  * @param mp
1473  *   A pointer to the mempool structure.
1474  * @param obj_p
1475  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1476  * @return
1477  *   - 0: Success; objects taken.
1478  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1479  */
1480 static __rte_always_inline int
1481 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1482 {
1483         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1484 }
1485
1486 /**
1487  * @warning
1488  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
1489  *
1490  * Get a contiguous blocks of objects from the mempool.
1491  *
1492  * If cache is enabled, consider to flush it first, to reuse objects
1493  * as soon as possible.
1494  *
1495  * The application should check that the driver supports the operation
1496  * by calling rte_mempool_ops_get_info() and checking that `contig_block_size`
1497  * is not zero.
1498  *
1499  * @param mp
1500  *   A pointer to the mempool structure.
1501  * @param first_obj_table
1502  *   A pointer to a pointer to the first object in each block.
1503  * @param n
1504  *   The number of blocks to get from mempool.
1505  * @return
1506  *   - 0: Success; blocks taken.
1507  *   - -ENOBUFS: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1508  *   - -EOPNOTSUPP: The mempool driver does not support block dequeue
1509  */
1510 static __rte_always_inline int
1511 __rte_experimental
1512 rte_mempool_get_contig_blocks(struct rte_mempool *mp,
1513                               void **first_obj_table, unsigned int n)
1514 {
1515         int ret;
1516
1517         ret = rte_mempool_ops_dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
1518         if (ret == 0) {
1519                 __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1520                 __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table, n,
1521                                                       1);
1522         } else {
1523                 __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1524         }
1525
1526         return ret;
1527 }
1528
1529 /**
1530  * Return the number of entries in the mempool.
1531  *
1532  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1533  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1534  * debug purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1535  *
1536  * @param mp
1537  *   A pointer to the mempool structure.
1538  * @return
1539  *   The number of entries in the mempool.
1540  */
1541 unsigned int rte_mempool_avail_count(const struct rte_mempool *mp);
1542
1543 /**
1544  * Return the number of elements which have been allocated from the mempool
1545  *
1546  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1547  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1548  * debug purposes.
1549  *
1550  * @param mp
1551  *   A pointer to the mempool structure.
1552  * @return
1553  *   The number of free entries in the mempool.
1554  */
1555 unsigned int
1556 rte_mempool_in_use_count(const struct rte_mempool *mp);
1557
1558 /**
1559  * Test if the mempool is full.
1560  *
1561  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1562  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1563  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1564  *
1565  * @param mp
1566  *   A pointer to the mempool structure.
1567  * @return
1568  *   - 1: The mempool is full.
1569  *   - 0: The mempool is not full.
1570  */
1571 static inline int
1572 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1573 {
1574         return !!(rte_mempool_avail_count(mp) == mp->size);
1575 }
1576
1577 /**
1578  * Test if the mempool is empty.
1579  *
1580  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1581  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1582  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1583  *
1584  * @param mp
1585  *   A pointer to the mempool structure.
1586  * @return
1587  *   - 1: The mempool is empty.
1588  *   - 0: The mempool is not empty.
1589  */
1590 static inline int
1591 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1592 {
1593         return !!(rte_mempool_avail_count(mp) == 0);
1594 }
1595
1596 /**
1597  * Return the IO address of elt, which is an element of the pool mp.
1598  *
1599  * @param elt
1600  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1601  * @return
1602  *   The IO address of the elt element.
1603  *   If the mempool was created with MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG, the
1604  *   returned value is RTE_BAD_IOVA.
1605  */
1606 static inline rte_iova_t
1607 rte_mempool_virt2iova(const void *elt)
1608 {
1609         const struct rte_mempool_objhdr *hdr;
1610         hdr = (const struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(elt,
1611                 sizeof(*hdr));
1612         return hdr->iova;
1613 }
1614
1615 /**
1616  * Check the consistency of mempool objects.
1617  *
1618  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1619  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1620  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1621  *
1622  * @param mp
1623  *   A pointer to the mempool structure.
1624  */
1625 void rte_mempool_audit(struct rte_mempool *mp);
1626
1627 /**
1628  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1629  *
1630  * @param mp
1631  *   A pointer to the mempool structure.
1632  * @return
1633  *   A pointer to the private data.
1634  */
1635 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1636 {
1637         return (char *)mp +
1638                 MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->cache_size);
1639 }
1640
1641 /**
1642  * Dump the status of all mempools on the console
1643  *
1644  * @param f
1645  *   A pointer to a file for output
1646  */
1647 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1648
1649 /**
1650  * Search a mempool from its name
1651  *
1652  * @param name
1653  *   The name of the mempool.
1654  * @return
1655  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1656  *   NULL on error
1657  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1658  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1659  *
1660  */
1661 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1662
1663 /**
1664  * Get the header, trailer and total size of a mempool element.
1665  *
1666  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1667  * calculates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1668  *
1669  * @param elt_size
1670  *   The size of each element, without header and trailer.
1671  * @param flags
1672  *   The flags used for the mempool creation.
1673  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1674  *   The size of each element.
1675  * @param sz
1676  *   The calculated detailed size the mempool object. May be NULL.
1677  * @return
1678  *   Total size of the mempool object.
1679  */
1680 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1681         struct rte_mempool_objsz *sz);
1682
1683 /**
1684  * Walk list of all memory pools
1685  *
1686  * @param func
1687  *   Iterator function
1688  * @param arg
1689  *   Argument passed to iterator
1690  */
1691 void rte_mempool_walk(void (*func)(struct rte_mempool *, void *arg),
1692                       void *arg);
1693
1694 #ifdef __cplusplus
1695 }
1696 #endif
1697
1698 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */