add prefix to cache line macros
[dpdk.git] / lib / librte_mempool / rte_mempool.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   All rights reserved.
6  *
7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
9  *   are met:
10  *
11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *       the documentation and/or other materials provided with the
16  *       distribution.
17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *       from this software without specific prior written permission.
20  *
21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 #ifndef _RTE_MEMPOOL_H_
35 #define _RTE_MEMPOOL_H_
36
37 /**
38  * @file
39  * RTE Mempool.
40  *
41  * A memory pool is an allocator of fixed-size object. It is
42  * identified by its name, and uses a ring to store free objects. It
43  * provides some other optional services, like a per-core object
44  * cache, and an alignment helper to ensure that objects are padded
45  * to spread them equally on all RAM channels, ranks, and so on.
46  *
47  * Objects owned by a mempool should never be added in another
48  * mempool. When an object is freed using rte_mempool_put() or
49  * equivalent, the object data is not modified; the user can save some
50  * meta-data in the object data and retrieve them when allocating a
51  * new object.
52  *
53  * Note: the mempool implementation is not preemptable. A lcore must
54  * not be interrupted by another task that uses the same mempool
55  * (because it uses a ring which is not preemptable). Also, mempool
56  * functions must not be used outside the DPDK environment: for
57  * example, in linuxapp environment, a thread that is not created by
58  * the EAL must not use mempools. This is due to the per-lcore cache
59  * that won't work as rte_lcore_id() will not return a correct value.
60  */
61
62 #include <stdio.h>
63 #include <stdlib.h>
64 #include <stdint.h>
65 #include <errno.h>
66 #include <inttypes.h>
67 #include <sys/queue.h>
68
69 #include <rte_log.h>
70 #include <rte_debug.h>
71 #include <rte_lcore.h>
72 #include <rte_memory.h>
73 #include <rte_branch_prediction.h>
74 #include <rte_ring.h>
75
76 #ifdef __cplusplus
77 extern "C" {
78 #endif
79
80 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
81 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
82 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
83
84 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
85 /**
86  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
87  */
88 struct rte_mempool_debug_stats {
89         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
90         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
91         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
92         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
93         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
94         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
95 } __rte_cache_aligned;
96 #endif
97
98 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
99 /**
100  * A structure that stores a per-core object cache.
101  */
102 struct rte_mempool_cache {
103         unsigned len; /**< Cache len */
104         /*
105          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
106          * cases to avoid needless emptying of cache.
107          */
108         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
109 } __rte_cache_aligned;
110 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
111
112 struct rte_mempool_objsz {
113         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
114         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
115         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
116         uint32_t total_size;
117         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
118 };
119
120 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE 32 /**< Maximum length of a memory pool. */
121 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
122
123 /* "MP_<name>" */
124 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
125
126 #ifdef RTE_LIBRTE_XEN_DOM0
127
128 /* "<name>_MP_elt" */
129 #define RTE_MEMPOOL_OBJ_NAME    "%s_" RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "elt"
130
131 #else
132
133 #define RTE_MEMPOOL_OBJ_NAME    RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT
134
135 #endif /* RTE_LIBRTE_XEN_DOM0 */
136
137 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
138
139 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
140 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
141
142 /**
143  * The RTE mempool structure.
144  */
145 struct rte_mempool {
146         char name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
147         struct rte_ring *ring;           /**< Ring to store objects. */
148         phys_addr_t phys_addr;           /**< Phys. addr. of mempool struct. */
149         int flags;                       /**< Flags of the mempool. */
150         uint32_t size;                   /**< Size of the mempool. */
151         uint32_t cache_size;             /**< Size of per-lcore local cache. */
152         uint32_t cache_flushthresh;
153         /**< Threshold before we flush excess elements. */
154
155         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
156         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
157         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
158
159         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
160
161 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
162         /** Per-lcore local cache. */
163         struct rte_mempool_cache local_cache[RTE_MAX_LCORE];
164 #endif
165
166 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
167         /** Per-lcore statistics. */
168         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
169 #endif
170
171         /* Address translation support, starts from next cache line. */
172
173         /** Number of elements in the elt_pa array. */
174         uint32_t    pg_num __rte_cache_aligned;
175         uint32_t    pg_shift;     /**< LOG2 of the physical pages. */
176         uintptr_t   pg_mask;      /**< physical page mask value. */
177         uintptr_t   elt_va_start;
178         /**< Virtual address of the first mempool object. */
179         uintptr_t   elt_va_end;
180         /**< Virtual address of the <size + 1> mempool object. */
181         phys_addr_t elt_pa[MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT];
182         /**< Array of physical pages addresses for the mempool objects buffer. */
183
184 }  __rte_cache_aligned;
185
186 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001 /**< Do not spread in memory. */
187 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
188 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
189 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
190
191 /**
192  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
193  * @param mp
194  *   Pointer to the memory pool.
195  * @param name
196  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
197  * @param n
198  *   Number to add to the object-oriented statistics.
199  */
200 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
201 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
202                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
203                 mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n;         \
204                 mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1;         \
205         } while(0)
206 #else
207 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
208 #endif
209
210 /**
211  * Calculates size of the mempool header.
212  * @param mp
213  *   Pointer to the memory pool.
214  * @param pgn
215  *   Number of page used to store mempool objects.
216  */
217 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, pgn)    (sizeof(*(mp)) + \
218         RTE_ALIGN_CEIL(((pgn) - RTE_DIM((mp)->elt_pa)) * \
219         sizeof ((mp)->elt_pa[0]), RTE_CACHE_LINE_SIZE))
220
221 /**
222  * Returns TRUE if whole mempool is allocated in one contiguous block of memory.
223  */
224 #define MEMPOOL_IS_CONTIG(mp)                      \
225         ((mp)->pg_num == MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT && \
226         (mp)->phys_addr == (mp)->elt_pa[0])
227
228 /**
229  * @internal Get a pointer to a mempool pointer in the object header.
230  * @param obj
231  *   Pointer to object.
232  * @return
233  *   The pointer to the mempool from which the object was allocated.
234  */
235 static inline struct rte_mempool **__mempool_from_obj(void *obj)
236 {
237         struct rte_mempool **mpp;
238         unsigned off;
239
240         off = sizeof(struct rte_mempool *);
241 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
242         off += sizeof(uint64_t);
243 #endif
244         mpp = (struct rte_mempool **)((char *)obj - off);
245         return mpp;
246 }
247
248 /**
249  * Return a pointer to the mempool owning this object.
250  *
251  * @param obj
252  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
253  *   the behavior is undefined.
254  * @return
255  *   A pointer to the mempool structure.
256  */
257 static inline const struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
258 {
259         struct rte_mempool * const *mpp;
260         mpp = __mempool_from_obj(obj);
261         return *mpp;
262 }
263
264 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
265 /* get header cookie value */
266 static inline uint64_t __mempool_read_header_cookie(const void *obj)
267 {
268         return *(const uint64_t *)((const char *)obj - sizeof(uint64_t));
269 }
270
271 /* get trailer cookie value */
272 static inline uint64_t __mempool_read_trailer_cookie(void *obj)
273 {
274         struct rte_mempool **mpp = __mempool_from_obj(obj);
275         return *(uint64_t *)((char *)obj + (*mpp)->elt_size);
276 }
277
278 /* write header cookie value */
279 static inline void __mempool_write_header_cookie(void *obj, int free)
280 {
281         uint64_t *cookie_p;
282         cookie_p = (uint64_t *)((char *)obj - sizeof(uint64_t));
283         if (free == 0)
284                 *cookie_p = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1;
285         else
286                 *cookie_p = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2;
287
288 }
289
290 /* write trailer cookie value */
291 static inline void __mempool_write_trailer_cookie(void *obj)
292 {
293         uint64_t *cookie_p;
294         struct rte_mempool **mpp = __mempool_from_obj(obj);
295         cookie_p = (uint64_t *)((char *)obj + (*mpp)->elt_size);
296         *cookie_p = RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE;
297 }
298 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
299
300 /**
301  * @internal Check and update cookies or panic.
302  *
303  * @param mp
304  *   Pointer to the memory pool.
305  * @param obj_table_const
306  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
307  * @param n
308  *   Index of object in object table.
309  * @param free
310  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
311  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
312  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
313  */
314 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
315 #ifndef __INTEL_COMPILER
316 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wcast-qual"
317 #endif
318 static inline void __mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
319                                            void * const *obj_table_const,
320                                            unsigned n, int free)
321 {
322         uint64_t cookie;
323         void *tmp;
324         void *obj;
325         void **obj_table;
326
327         /* Force to drop the "const" attribute. This is done only when
328          * DEBUG is enabled */
329         tmp = (void *) obj_table_const;
330         obj_table = (void **) tmp;
331
332         while (n--) {
333                 obj = obj_table[n];
334
335                 if (rte_mempool_from_obj(obj) != mp)
336                         rte_panic("MEMPOOL: object is owned by another "
337                                   "mempool\n");
338
339                 cookie = __mempool_read_header_cookie(obj);
340
341                 if (free == 0) {
342                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1) {
343                                 rte_log_set_history(0);
344                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
345                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%"PRIx64"\n",
346                                         obj, mp, cookie);
347                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (put)\n");
348                         }
349                         __mempool_write_header_cookie(obj, 1);
350                 }
351                 else if (free == 1) {
352                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2) {
353                                 rte_log_set_history(0);
354                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
355                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%"PRIx64"\n",
356                                         obj, mp, cookie);
357                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (get)\n");
358                         }
359                         __mempool_write_header_cookie(obj, 0);
360                 }
361                 else if (free == 2) {
362                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1 &&
363                             cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2) {
364                                 rte_log_set_history(0);
365                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
366                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%"PRIx64"\n",
367                                         obj, mp, cookie);
368                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (audit)\n");
369                         }
370                 }
371                 cookie = __mempool_read_trailer_cookie(obj);
372                 if (cookie != RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE) {
373                         rte_log_set_history(0);
374                         RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
375                                 "obj=%p, mempool=%p, cookie=%"PRIx64"\n",
376                                 obj, mp, cookie);
377                         rte_panic("MEMPOOL: bad trailer cookie\n");
378                 }
379         }
380 }
381 #ifndef __INTEL_COMPILER
382 #pragma GCC diagnostic error "-Wcast-qual"
383 #endif
384 #else
385 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
386 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
387
388 /**
389  * An mempool's object iterator callback function.
390  */
391 typedef void (*rte_mempool_obj_iter_t)(void * /*obj_iter_arg*/,
392         void * /*obj_start*/,
393         void * /*obj_end*/,
394         uint32_t /*obj_index */);
395
396 /*
397  * Iterates across objects of the given size and alignment in the
398  * provided chunk of memory. The given memory buffer can consist of
399  * disjoint physical pages.
400  * For each object calls the provided callback (if any).
401  * Used to populate mempool, walk through all elements of the mempool,
402  * estimate how many elements of the given size could be created in the given
403  * memory buffer.
404  * @param vaddr
405  *   Virtual address of the memory buffer.
406  * @param elt_num
407  *   Maximum number of objects to iterate through.
408  * @param elt_sz
409  *   Size of each object.
410  * @param paddr
411  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
412  *   buffer.
413  * @param pg_num
414  *   Number of elements in the paddr array.
415  * @param pg_shift
416  *   LOG2 of the physical pages size.
417  * @param obj_iter
418  *   Object iterator callback function (could be NULL).
419  * @param obj_iter_arg
420  *   User defined Prameter for the object iterator callback function.
421  *
422  * @return
423  *   Number of objects iterated through.
424  */
425
426 uint32_t rte_mempool_obj_iter(void *vaddr,
427         uint32_t elt_num, size_t elt_sz, size_t align,
428         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift,
429         rte_mempool_obj_iter_t obj_iter, void *obj_iter_arg);
430
431 /**
432  * An object constructor callback function for mempool.
433  *
434  * Arguments are the mempool, the opaque pointer given by the user in
435  * rte_mempool_create(), the pointer to the element and the index of
436  * the element in the pool.
437  */
438 typedef void (rte_mempool_obj_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *,
439                                       void *, unsigned);
440
441 /**
442  * A mempool constructor callback function.
443  *
444  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
445  * rte_mempool_create().
446  */
447 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
448
449 /**
450  * Creates a new mempool named *name* in memory.
451  *
452  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
453  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
454  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
455  * in one physically continuous chunk of memory.
456  *
457  * @param name
458  *   The name of the mempool.
459  * @param n
460  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
461  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
462  *   n = (2^q - 1).
463  * @param elt_size
464  *   The size of each element.
465  * @param cache_size
466  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
467  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
468  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
469  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
470  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
471  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
472  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
473  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
474  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
475  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
476  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
477  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
478  * @param private_data_size
479  *   The size of the private data appended after the mempool
480  *   structure. This is useful for storing some private data after the
481  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
482  * @param mp_init
483  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
484  *   before object initialization. The user can initialize the private
485  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
486  *   not needed.
487  * @param mp_init_arg
488  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
489  *   constructor function.
490  * @param obj_init
491  *   A function pointer that is called for each object at
492  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
493  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
494  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
495  *   the object pointer and the object number as parameters.
496  * @param obj_init_arg
497  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
498  *   each call to the object constructor function.
499  * @param socket_id
500  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
501  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
502  *   constraint for the reserved zone.
503  * @param flags
504  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
505  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
506  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
507  *     between objects depending on the hardware configuration. See
508  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
509  *     the allocator will just align them to a cache line.
510  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
511  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
512  *     padding will be present between objects. This flag implies
513  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
514  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
515  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
516  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
517  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
518  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
519  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
520  * @return
521  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
522  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
523  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
524  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
525  *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring or mempool list
526  *    - EINVAL - cache size provided is too large
527  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
528  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
529  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
530  */
531 struct rte_mempool *
532 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
533                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
534                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
535                    rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
536                    int socket_id, unsigned flags);
537
538 /**
539  * Creates a new mempool named *name* in memory.
540  *
541  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
542  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
543  * Depending on the input parameters, mempool elements can be either allocated
544  * together with the mempool header, or an externally provided memory buffer
545  * could be used to store mempool objects. In later case, that external
546  * memory buffer can consist of set of disjoint phyiscal pages.
547  *
548  * @param name
549  *   The name of the mempool.
550  * @param n
551  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
552  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
553  *   n = (2^q - 1).
554  * @param elt_size
555  *   The size of each element.
556  * @param cache_size
557  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
558  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
559  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
560  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
561  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
562  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
563  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
564  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
565  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
566  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
567  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
568  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
569  * @param private_data_size
570  *   The size of the private data appended after the mempool
571  *   structure. This is useful for storing some private data after the
572  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
573  * @param mp_init
574  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
575  *   before object initialization. The user can initialize the private
576  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
577  *   not needed.
578  * @param mp_init_arg
579  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
580  *   constructor function.
581  * @param obj_init
582  *   A function pointer that is called for each object at
583  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
584  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
585  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
586  *   the object pointer and the object number as parameters.
587  * @param obj_init_arg
588  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
589  *   each call to the object constructor function.
590  * @param socket_id
591  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
592  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
593  *   constraint for the reserved zone.
594  * @param flags
595  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
596  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
597  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
598  *     between objects depending on the hardware configuration. See
599  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
600  *     the allocator will just align them to a cache line.
601  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
602  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
603  *     padding will be present between objects. This flag implies
604  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
605  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
606  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
607  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
608  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
609  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
610  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
611  * @param vaddr
612  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
613  *   Will be used to store mempool objects.
614  * @param paddr
615  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
616  *   buffer.
617  * @param pg_num
618  *   Number of elements in the paddr array.
619  * @param pg_shift
620  *   LOG2 of the physical pages size.
621  * @return
622  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
623  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
624  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
625  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
626  *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring or mempool list
627  *    - EINVAL - cache size provided is too large
628  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
629  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
630  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
631  */
632 struct rte_mempool *
633 rte_mempool_xmem_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
634                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
635                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
636                 rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
637                 int socket_id, unsigned flags, void *vaddr,
638                 const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
639
640 #ifdef RTE_LIBRTE_XEN_DOM0
641 /**
642  * Creates a new mempool named *name* in memory on Xen Dom0.
643  *
644  * This function uses ``rte_mempool_xmem_create()`` to allocate memory. The
645  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
646  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
647  * and memory buffer can consist of set of disjoint phyiscal pages.
648  *
649  * @param name
650  *   The name of the mempool.
651  * @param n
652  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
653  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
654  *   n = (2^q - 1).
655  * @param elt_size
656  *   The size of each element.
657  * @param cache_size
658  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
659  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
660  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
661  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
662  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
663  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
664  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
665  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
666  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
667  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
668  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
669  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
670  * @param private_data_size
671  *   The size of the private data appended after the mempool
672  *   structure. This is useful for storing some private data after the
673  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
674  * @param mp_init
675  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
676  *   before object initialization. The user can initialize the private
677  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
678  *   not needed.
679  * @param mp_init_arg
680  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
681  *   constructor function.
682  * @param obj_init
683  *   A function pointer that is called for each object at
684  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
685  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
686  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
687  *   the object pointer and the object number as parameters.
688  * @param obj_init_arg
689  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
690  *   each call to the object constructor function.
691  * @param socket_id
692  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
693  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
694  *   constraint for the reserved zone.
695  * @param flags
696  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
697  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
698  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
699  *     between objects depending on the hardware configuration. See
700  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
701  *     the allocator will just align them to a cache line.
702  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
703  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
704  *     padding will be present between objects. This flag implies
705  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
706  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
707  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
708  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
709  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
710  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
711  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
712  * @return
713  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
714  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
715  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
716  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
717  *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring or mempool list
718  *    - EINVAL - cache size provided is too large
719  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
720  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
721  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
722  */
723 struct rte_mempool *
724 rte_dom0_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
725                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
726                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
727                 rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
728                 int socket_id, unsigned flags);
729 #endif
730
731 /**
732  * Dump the status of the mempool to the console.
733  *
734  * @param f
735  *   A pointer to a file for output
736  * @param mp
737  *   A pointer to the mempool structure.
738  */
739 void rte_mempool_dump(FILE *f, const struct rte_mempool *mp);
740
741 /**
742  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
743  * @param mp
744  *   A pointer to the mempool structure.
745  * @param obj_table
746  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
747  * @param n
748  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
749  *   positive.
750  * @param is_mp
751  *   Mono-producer (0) or multi-producers (1).
752  */
753 static inline void __attribute__((always_inline))
754 __mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
755                     unsigned n, int is_mp)
756 {
757 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
758         struct rte_mempool_cache *cache;
759         uint32_t index;
760         void **cache_objs;
761         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
762         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
763         uint32_t flushthresh = mp->cache_flushthresh;
764 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
765
766         /* increment stat now, adding in mempool always success */
767         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
768
769 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
770         /* cache is not enabled or single producer */
771         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mp == 0))
772                 goto ring_enqueue;
773
774         /* Go straight to ring if put would overflow mem allocated for cache */
775         if (unlikely(n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
776                 goto ring_enqueue;
777
778         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
779         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
780
781         /*
782          * The cache follows the following algorithm
783          *   1. Add the objects to the cache
784          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
785          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
786          */
787
788         /* Add elements back into the cache */
789         for (index = 0; index < n; ++index, obj_table++)
790                 cache_objs[index] = *obj_table;
791
792         cache->len += n;
793
794         if (cache->len >= flushthresh) {
795                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache_size],
796                                 cache->len - cache_size);
797                 cache->len = cache_size;
798         }
799
800         return;
801
802 ring_enqueue:
803 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
804
805         /* push remaining objects in ring */
806 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
807         if (is_mp) {
808                 if (rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
809                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
810         }
811         else {
812                 if (rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
813                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
814         }
815 #else
816         if (is_mp)
817                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
818         else
819                 rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
820 #endif
821 }
822
823
824 /**
825  * Put several objects back in the mempool (multi-producers safe).
826  *
827  * @param mp
828  *   A pointer to the mempool structure.
829  * @param obj_table
830  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
831  * @param n
832  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
833  */
834 static inline void __attribute__((always_inline))
835 rte_mempool_mp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
836                         unsigned n)
837 {
838         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
839         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 1);
840 }
841
842 /**
843  * Put several objects back in the mempool (NOT multi-producers safe).
844  *
845  * @param mp
846  *   A pointer to the mempool structure.
847  * @param obj_table
848  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
849  * @param n
850  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
851  */
852 static inline void
853 rte_mempool_sp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
854                         unsigned n)
855 {
856         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
857         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 0);
858 }
859
860 /**
861  * Put several objects back in the mempool.
862  *
863  * This function calls the multi-producer or the single-producer
864  * version depending on the default behavior that was specified at
865  * mempool creation time (see flags).
866  *
867  * @param mp
868  *   A pointer to the mempool structure.
869  * @param obj_table
870  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
871  * @param n
872  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
873  */
874 static inline void __attribute__((always_inline))
875 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
876                      unsigned n)
877 {
878         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
879         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, !(mp->flags & MEMPOOL_F_SP_PUT));
880 }
881
882 /**
883  * Put one object in the mempool (multi-producers safe).
884  *
885  * @param mp
886  *   A pointer to the mempool structure.
887  * @param obj
888  *   A pointer to the object to be added.
889  */
890 static inline void __attribute__((always_inline))
891 rte_mempool_mp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
892 {
893         rte_mempool_mp_put_bulk(mp, &obj, 1);
894 }
895
896 /**
897  * Put one object back in the mempool (NOT multi-producers safe).
898  *
899  * @param mp
900  *   A pointer to the mempool structure.
901  * @param obj
902  *   A pointer to the object to be added.
903  */
904 static inline void __attribute__((always_inline))
905 rte_mempool_sp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
906 {
907         rte_mempool_sp_put_bulk(mp, &obj, 1);
908 }
909
910 /**
911  * Put one object back in the mempool.
912  *
913  * This function calls the multi-producer or the single-producer
914  * version depending on the default behavior that was specified at
915  * mempool creation time (see flags).
916  *
917  * @param mp
918  *   A pointer to the mempool structure.
919  * @param obj
920  *   A pointer to the object to be added.
921  */
922 static inline void __attribute__((always_inline))
923 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
924 {
925         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
926 }
927
928 /**
929  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
930  * @param mp
931  *   A pointer to the mempool structure.
932  * @param obj_table
933  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
934  * @param n
935  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
936  * @param is_mc
937  *   Mono-consumer (0) or multi-consumers (1).
938  * @return
939  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
940  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
941  */
942 static inline int __attribute__((always_inline))
943 __mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
944                    unsigned n, int is_mc)
945 {
946         int ret;
947 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
948         struct rte_mempool_cache *cache;
949         uint32_t index, len;
950         void **cache_objs;
951         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
952         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
953
954         /* cache is not enabled or single consumer */
955         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mc == 0 || n >= cache_size))
956                 goto ring_dequeue;
957
958         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
959         cache_objs = cache->objs;
960
961         /* Can this be satisfied from the cache? */
962         if (cache->len < n) {
963                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
964                 uint32_t req = n + (cache_size - cache->len);
965
966                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
967                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache->len], req);
968                 if (unlikely(ret < 0)) {
969                         /*
970                          * In the offchance that we are buffer constrained,
971                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
972                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
973                          * buffers.
974                          */
975                         goto ring_dequeue;
976                 }
977
978                 cache->len += req;
979         }
980
981         /* Now fill in the response ... */
982         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
983                 *obj_table = cache_objs[len];
984
985         cache->len -= n;
986
987         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
988
989         return 0;
990
991 ring_dequeue:
992 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
993
994         /* get remaining objects from ring */
995         if (is_mc)
996                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
997         else
998                 ret = rte_ring_sc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
999
1000         if (ret < 0)
1001                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1002         else
1003                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1004
1005         return ret;
1006 }
1007
1008 /**
1009  * Get several objects from the mempool (multi-consumers safe).
1010  *
1011  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1012  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1013  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1014  * lcores are full.
1015  *
1016  * @param mp
1017  *   A pointer to the mempool structure.
1018  * @param obj_table
1019  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1020  * @param n
1021  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1022  * @return
1023  *   - 0: Success; objects taken.
1024  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1025  */
1026 static inline int __attribute__((always_inline))
1027 rte_mempool_mc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1028 {
1029         int ret;
1030         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 1);
1031         if (ret == 0)
1032                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1033         return ret;
1034 }
1035
1036 /**
1037  * Get several objects from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1038  *
1039  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1040  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1041  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1042  * lcores are full.
1043  *
1044  * @param mp
1045  *   A pointer to the mempool structure.
1046  * @param obj_table
1047  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1048  * @param n
1049  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1050  * @return
1051  *   - 0: Success; objects taken.
1052  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is
1053  *     retrieved.
1054  */
1055 static inline int __attribute__((always_inline))
1056 rte_mempool_sc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1057 {
1058         int ret;
1059         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 0);
1060         if (ret == 0)
1061                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1062         return ret;
1063 }
1064
1065 /**
1066  * Get several objects from the mempool.
1067  *
1068  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1069  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1070  * mempool creation time (see flags).
1071  *
1072  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1073  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1074  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1075  * lcores are full.
1076  *
1077  * @param mp
1078  *   A pointer to the mempool structure.
1079  * @param obj_table
1080  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1081  * @param n
1082  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1083  * @return
1084  *   - 0: Success; objects taken
1085  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1086  */
1087 static inline int __attribute__((always_inline))
1088 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1089 {
1090         int ret;
1091         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n,
1092                                  !(mp->flags & MEMPOOL_F_SC_GET));
1093         if (ret == 0)
1094                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1095         return ret;
1096 }
1097
1098 /**
1099  * Get one object from the mempool (multi-consumers safe).
1100  *
1101  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1102  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1103  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1104  * lcores are full.
1105  *
1106  * @param mp
1107  *   A pointer to the mempool structure.
1108  * @param obj_p
1109  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1110  * @return
1111  *   - 0: Success; objects taken.
1112  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1113  */
1114 static inline int __attribute__((always_inline))
1115 rte_mempool_mc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1116 {
1117         return rte_mempool_mc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1118 }
1119
1120 /**
1121  * Get one object from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1122  *
1123  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1124  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1125  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1126  * lcores are full.
1127  *
1128  * @param mp
1129  *   A pointer to the mempool structure.
1130  * @param obj_p
1131  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1132  * @return
1133  *   - 0: Success; objects taken.
1134  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1135  */
1136 static inline int __attribute__((always_inline))
1137 rte_mempool_sc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1138 {
1139         return rte_mempool_sc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1140 }
1141
1142 /**
1143  * Get one object from the mempool.
1144  *
1145  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1146  * version, depending on the default behavior that was specified at
1147  * mempool creation (see flags).
1148  *
1149  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1150  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1151  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1152  * lcores are full.
1153  *
1154  * @param mp
1155  *   A pointer to the mempool structure.
1156  * @param obj_p
1157  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1158  * @return
1159  *   - 0: Success; objects taken.
1160  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1161  */
1162 static inline int __attribute__((always_inline))
1163 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1164 {
1165         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1166 }
1167
1168 /**
1169  * Return the number of entries in the mempool.
1170  *
1171  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1172  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1173  * debug purposes.
1174  *
1175  * @param mp
1176  *   A pointer to the mempool structure.
1177  * @return
1178  *   The number of entries in the mempool.
1179  */
1180 unsigned rte_mempool_count(const struct rte_mempool *mp);
1181
1182 /**
1183  * Return the number of free entries in the mempool ring.
1184  * i.e. how many entries can be freed back to the mempool.
1185  *
1186  * NOTE: This corresponds to the number of elements *allocated* from the
1187  * memory pool, not the number of elements in the pool itself. To count
1188  * the number elements currently available in the pool, use "rte_mempool_count"
1189  *
1190  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1191  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1192  * debug purposes.
1193  *
1194  * @param mp
1195  *   A pointer to the mempool structure.
1196  * @return
1197  *   The number of free entries in the mempool.
1198  */
1199 static inline unsigned
1200 rte_mempool_free_count(const struct rte_mempool *mp)
1201 {
1202         return mp->size - rte_mempool_count(mp);
1203 }
1204
1205 /**
1206  * Test if the mempool is full.
1207  *
1208  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1209  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1210  * purposes.
1211  *
1212  * @param mp
1213  *   A pointer to the mempool structure.
1214  * @return
1215  *   - 1: The mempool is full.
1216  *   - 0: The mempool is not full.
1217  */
1218 static inline int
1219 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1220 {
1221         return !!(rte_mempool_count(mp) == mp->size);
1222 }
1223
1224 /**
1225  * Test if the mempool is empty.
1226  *
1227  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1228  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1229  * purposes.
1230  *
1231  * @param mp
1232  *   A pointer to the mempool structure.
1233  * @return
1234  *   - 1: The mempool is empty.
1235  *   - 0: The mempool is not empty.
1236  */
1237 static inline int
1238 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1239 {
1240         return !!(rte_mempool_count(mp) == 0);
1241 }
1242
1243 /**
1244  * Return the physical address of elt, which is an element of the pool mp.
1245  *
1246  * @param mp
1247  *   A pointer to the mempool structure.
1248  * @param elt
1249  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1250  * @return
1251  *   The physical address of the elt element.
1252  */
1253 static inline phys_addr_t
1254 rte_mempool_virt2phy(const struct rte_mempool *mp, const void *elt)
1255 {
1256         if (rte_eal_has_hugepages()) {
1257                 uintptr_t off;
1258
1259                 off = (const char *)elt - (const char *)mp->elt_va_start;
1260                 return (mp->elt_pa[off >> mp->pg_shift] + (off & mp->pg_mask));
1261         } else {
1262                 /*
1263                  * If huge pages are disabled, we cannot assume the
1264                  * memory region to be physically contiguous.
1265                  * Lookup for each element.
1266                  */
1267                 return rte_mem_virt2phy(elt);
1268         }
1269 }
1270
1271 /**
1272  * Check the consistency of mempool objects.
1273  *
1274  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1275  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1276  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1277  *
1278  * @param mp
1279  *   A pointer to the mempool structure.
1280  */
1281 void rte_mempool_audit(const struct rte_mempool *mp);
1282
1283 /**
1284  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1285  *
1286  * @param mp
1287  *   A pointer to the mempool structure.
1288  * @return
1289  *   A pointer to the private data.
1290  */
1291 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1292 {
1293         return (char *)mp + MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->pg_num);
1294 }
1295
1296 /**
1297  * Dump the status of all mempools on the console
1298  *
1299  * @param f
1300  *   A pointer to a file for output
1301  */
1302 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1303
1304 /**
1305  * Search a mempool from its name
1306  *
1307  * @param name
1308  *   The name of the mempool.
1309  * @return
1310  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1311  *   NULL on error
1312  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1313  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1314  *
1315  */
1316 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1317
1318 /**
1319  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1320  * caluclates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1321  * @param elt_size
1322  *   The size of each element.
1323  * @param flags
1324  *   The flags used for the mempool creation.
1325  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1326  *   The size of each element.
1327  * @return
1328  *   Total size of the mempool object.
1329  */
1330 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1331         struct rte_mempool_objsz *sz);
1332
1333 /**
1334  * Calculate maximum amount of memory required to store given number of objects.
1335  * Assumes that the memory buffer will be aligned at page boundary.
1336  * Note, that if object size is bigger then page size, then it assumes that
1337  * we have a subsets of physically continuous  pages big enough to store
1338  * at least one object.
1339  * @param elt_num
1340  *   Number of elements.
1341  * @param elt_sz
1342  *   The size of each element.
1343  * @param pg_shift
1344  *   LOG2 of the physical pages size.
1345  * @return
1346  *   Required memory size aligned at page boundary.
1347  */
1348 size_t rte_mempool_xmem_size(uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1349         uint32_t pg_shift);
1350
1351 /**
1352  * Calculate how much memory would be actually required with the given
1353  * memory footprint to store required number of objects.
1354  * @param vaddr
1355  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
1356  *   Will be used to store mempool objects.
1357  * @param elt_num
1358  *   Number of elements.
1359  * @param elt_sz
1360  *   The size of each element.
1361  * @param paddr
1362  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
1363  *   buffer.
1364  * @param pg_num
1365  *   Number of elements in the paddr array.
1366  * @param pg_shift
1367  *   LOG2 of the physical pages size.
1368  * @return
1369  *   Number of bytes needed to store given number of objects,
1370  *   aligned to the given page size.
1371  *   If provided memory buffer is not big enough:
1372  *   (-1) * actual number of elemnts that can be stored in that buffer.
1373  */
1374 ssize_t rte_mempool_xmem_usage(void *vaddr, uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1375         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
1376
1377 /**
1378  * Walk list of all memory pools
1379  *
1380  * @param func
1381  *   Iterator function
1382  * @param arg
1383  *   Argument passed to iterator
1384  */
1385 void rte_mempool_walk(void (*func)(const struct rte_mempool *, void *arg),
1386                       void *arg);
1387
1388 #ifdef __cplusplus
1389 }
1390 #endif
1391
1392 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */