39f7233ee6bdad29c8ce56f8f1abcc3ee15ace3f
[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                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
204                         mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n; \
205                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
206                 }                                               \
207         } while(0)
208 #else
209 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
210 #endif
211
212 /**
213  * Calculates size of the mempool header.
214  * @param mp
215  *   Pointer to the memory pool.
216  * @param pgn
217  *   Number of page used to store mempool objects.
218  */
219 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, pgn)    (sizeof(*(mp)) + \
220         RTE_ALIGN_CEIL(((pgn) - RTE_DIM((mp)->elt_pa)) * \
221         sizeof ((mp)->elt_pa[0]), RTE_CACHE_LINE_SIZE))
222
223 /**
224  * Returns TRUE if whole mempool is allocated in one contiguous block of memory.
225  */
226 #define MEMPOOL_IS_CONTIG(mp)                      \
227         ((mp)->pg_num == MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT && \
228         (mp)->phys_addr == (mp)->elt_pa[0])
229
230 /**
231  * @internal Get a pointer to a mempool pointer in the object header.
232  * @param obj
233  *   Pointer to object.
234  * @return
235  *   The pointer to the mempool from which the object was allocated.
236  */
237 static inline struct rte_mempool **__mempool_from_obj(void *obj)
238 {
239         struct rte_mempool **mpp;
240         unsigned off;
241
242         off = sizeof(struct rte_mempool *);
243 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
244         off += sizeof(uint64_t);
245 #endif
246         mpp = (struct rte_mempool **)((char *)obj - off);
247         return mpp;
248 }
249
250 /**
251  * Return a pointer to the mempool owning this object.
252  *
253  * @param obj
254  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
255  *   the behavior is undefined.
256  * @return
257  *   A pointer to the mempool structure.
258  */
259 static inline const struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
260 {
261         struct rte_mempool * const *mpp;
262         mpp = __mempool_from_obj(obj);
263         return *mpp;
264 }
265
266 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
267 /* get header cookie value */
268 static inline uint64_t __mempool_read_header_cookie(const void *obj)
269 {
270         return *(const uint64_t *)((const char *)obj - sizeof(uint64_t));
271 }
272
273 /* get trailer cookie value */
274 static inline uint64_t __mempool_read_trailer_cookie(void *obj)
275 {
276         struct rte_mempool **mpp = __mempool_from_obj(obj);
277         return *(uint64_t *)((char *)obj + (*mpp)->elt_size);
278 }
279
280 /* write header cookie value */
281 static inline void __mempool_write_header_cookie(void *obj, int free)
282 {
283         uint64_t *cookie_p;
284         cookie_p = (uint64_t *)((char *)obj - sizeof(uint64_t));
285         if (free == 0)
286                 *cookie_p = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1;
287         else
288                 *cookie_p = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2;
289
290 }
291
292 /* write trailer cookie value */
293 static inline void __mempool_write_trailer_cookie(void *obj)
294 {
295         uint64_t *cookie_p;
296         struct rte_mempool **mpp = __mempool_from_obj(obj);
297         cookie_p = (uint64_t *)((char *)obj + (*mpp)->elt_size);
298         *cookie_p = RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE;
299 }
300 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
301
302 /**
303  * @internal Check and update cookies or panic.
304  *
305  * @param mp
306  *   Pointer to the memory pool.
307  * @param obj_table_const
308  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
309  * @param n
310  *   Index of object in object table.
311  * @param free
312  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
313  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
314  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
315  */
316 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
317 #ifndef __INTEL_COMPILER
318 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wcast-qual"
319 #endif
320 static inline void __mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
321                                            void * const *obj_table_const,
322                                            unsigned n, int free)
323 {
324         uint64_t cookie;
325         void *tmp;
326         void *obj;
327         void **obj_table;
328
329         /* Force to drop the "const" attribute. This is done only when
330          * DEBUG is enabled */
331         tmp = (void *) obj_table_const;
332         obj_table = (void **) tmp;
333
334         while (n--) {
335                 obj = obj_table[n];
336
337                 if (rte_mempool_from_obj(obj) != mp)
338                         rte_panic("MEMPOOL: object is owned by another "
339                                   "mempool\n");
340
341                 cookie = __mempool_read_header_cookie(obj);
342
343                 if (free == 0) {
344                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1) {
345                                 rte_log_set_history(0);
346                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
347                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
348                                         obj, (const void *) mp, cookie);
349                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (put)\n");
350                         }
351                         __mempool_write_header_cookie(obj, 1);
352                 }
353                 else if (free == 1) {
354                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2) {
355                                 rte_log_set_history(0);
356                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
357                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
358                                         obj, (const void *) mp, cookie);
359                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (get)\n");
360                         }
361                         __mempool_write_header_cookie(obj, 0);
362                 }
363                 else if (free == 2) {
364                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1 &&
365                             cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2) {
366                                 rte_log_set_history(0);
367                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
368                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
369                                         obj, (const void *) mp, cookie);
370                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (audit)\n");
371                         }
372                 }
373                 cookie = __mempool_read_trailer_cookie(obj);
374                 if (cookie != RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE) {
375                         rte_log_set_history(0);
376                         RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
377                                 "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
378                                 obj, (const void *) mp, cookie);
379                         rte_panic("MEMPOOL: bad trailer cookie\n");
380                 }
381         }
382 }
383 #ifndef __INTEL_COMPILER
384 #pragma GCC diagnostic error "-Wcast-qual"
385 #endif
386 #else
387 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
388 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
389
390 /**
391  * An mempool's object iterator callback function.
392  */
393 typedef void (*rte_mempool_obj_iter_t)(void * /*obj_iter_arg*/,
394         void * /*obj_start*/,
395         void * /*obj_end*/,
396         uint32_t /*obj_index */);
397
398 /*
399  * Iterates across objects of the given size and alignment in the
400  * provided chunk of memory. The given memory buffer can consist of
401  * disjoint physical pages.
402  * For each object calls the provided callback (if any).
403  * Used to populate mempool, walk through all elements of the mempool,
404  * estimate how many elements of the given size could be created in the given
405  * memory buffer.
406  * @param vaddr
407  *   Virtual address of the memory buffer.
408  * @param elt_num
409  *   Maximum number of objects to iterate through.
410  * @param elt_sz
411  *   Size of each object.
412  * @param paddr
413  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
414  *   buffer.
415  * @param pg_num
416  *   Number of elements in the paddr array.
417  * @param pg_shift
418  *   LOG2 of the physical pages size.
419  * @param obj_iter
420  *   Object iterator callback function (could be NULL).
421  * @param obj_iter_arg
422  *   User defined Prameter for the object iterator callback function.
423  *
424  * @return
425  *   Number of objects iterated through.
426  */
427
428 uint32_t rte_mempool_obj_iter(void *vaddr,
429         uint32_t elt_num, size_t elt_sz, size_t align,
430         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift,
431         rte_mempool_obj_iter_t obj_iter, void *obj_iter_arg);
432
433 /**
434  * An object constructor callback function for mempool.
435  *
436  * Arguments are the mempool, the opaque pointer given by the user in
437  * rte_mempool_create(), the pointer to the element and the index of
438  * the element in the pool.
439  */
440 typedef void (rte_mempool_obj_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *,
441                                       void *, unsigned);
442
443 /**
444  * A mempool constructor callback function.
445  *
446  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
447  * rte_mempool_create().
448  */
449 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
450
451 /**
452  * Creates a new mempool named *name* in memory.
453  *
454  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
455  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
456  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
457  * in one physically continuous chunk of memory.
458  *
459  * @param name
460  *   The name of the mempool.
461  * @param n
462  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
463  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
464  *   n = (2^q - 1).
465  * @param elt_size
466  *   The size of each element.
467  * @param cache_size
468  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
469  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
470  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
471  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
472  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
473  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
474  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
475  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
476  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
477  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
478  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
479  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
480  * @param private_data_size
481  *   The size of the private data appended after the mempool
482  *   structure. This is useful for storing some private data after the
483  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
484  * @param mp_init
485  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
486  *   before object initialization. The user can initialize the private
487  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
488  *   not needed.
489  * @param mp_init_arg
490  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
491  *   constructor function.
492  * @param obj_init
493  *   A function pointer that is called for each object at
494  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
495  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
496  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
497  *   the object pointer and the object number as parameters.
498  * @param obj_init_arg
499  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
500  *   each call to the object constructor function.
501  * @param socket_id
502  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
503  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
504  *   constraint for the reserved zone.
505  * @param flags
506  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
507  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
508  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
509  *     between objects depending on the hardware configuration. See
510  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
511  *     the allocator will just align them to a cache line.
512  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
513  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
514  *     padding will be present between objects. This flag implies
515  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
516  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
517  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
518  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
519  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
520  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
521  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
522  * @return
523  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
524  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
525  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
526  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
527  *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring or mempool list
528  *    - EINVAL - cache size provided is too large
529  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
530  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
531  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
532  */
533 struct rte_mempool *
534 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
535                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
536                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
537                    rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
538                    int socket_id, unsigned flags);
539
540 /**
541  * Creates a new mempool named *name* in memory.
542  *
543  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
544  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
545  * Depending on the input parameters, mempool elements can be either allocated
546  * together with the mempool header, or an externally provided memory buffer
547  * could be used to store mempool objects. In later case, that external
548  * memory buffer can consist of set of disjoint phyiscal pages.
549  *
550  * @param name
551  *   The name of the mempool.
552  * @param n
553  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
554  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
555  *   n = (2^q - 1).
556  * @param elt_size
557  *   The size of each element.
558  * @param cache_size
559  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
560  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
561  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
562  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
563  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
564  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
565  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
566  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
567  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
568  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
569  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
570  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
571  * @param private_data_size
572  *   The size of the private data appended after the mempool
573  *   structure. This is useful for storing some private data after the
574  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
575  * @param mp_init
576  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
577  *   before object initialization. The user can initialize the private
578  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
579  *   not needed.
580  * @param mp_init_arg
581  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
582  *   constructor function.
583  * @param obj_init
584  *   A function pointer that is called for each object at
585  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
586  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
587  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
588  *   the object pointer and the object number as parameters.
589  * @param obj_init_arg
590  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
591  *   each call to the object constructor function.
592  * @param socket_id
593  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
594  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
595  *   constraint for the reserved zone.
596  * @param flags
597  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
598  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
599  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
600  *     between objects depending on the hardware configuration. See
601  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
602  *     the allocator will just align them to a cache line.
603  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
604  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
605  *     padding will be present between objects. This flag implies
606  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
607  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
608  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
609  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
610  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
611  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
612  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
613  * @param vaddr
614  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
615  *   Will be used to store mempool objects.
616  * @param paddr
617  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
618  *   buffer.
619  * @param pg_num
620  *   Number of elements in the paddr array.
621  * @param pg_shift
622  *   LOG2 of the physical pages size.
623  * @return
624  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
625  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
626  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
627  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
628  *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring or mempool list
629  *    - EINVAL - cache size provided is too large
630  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
631  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
632  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
633  */
634 struct rte_mempool *
635 rte_mempool_xmem_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
636                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
637                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
638                 rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
639                 int socket_id, unsigned flags, void *vaddr,
640                 const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
641
642 #ifdef RTE_LIBRTE_XEN_DOM0
643 /**
644  * Creates a new mempool named *name* in memory on Xen Dom0.
645  *
646  * This function uses ``rte_mempool_xmem_create()`` to allocate memory. The
647  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
648  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
649  * and memory buffer can consist of set of disjoint phyiscal pages.
650  *
651  * @param name
652  *   The name of the mempool.
653  * @param n
654  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
655  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
656  *   n = (2^q - 1).
657  * @param elt_size
658  *   The size of each element.
659  * @param cache_size
660  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
661  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
662  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
663  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
664  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
665  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
666  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
667  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
668  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
669  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
670  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
671  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
672  * @param private_data_size
673  *   The size of the private data appended after the mempool
674  *   structure. This is useful for storing some private data after the
675  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
676  * @param mp_init
677  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
678  *   before object initialization. The user can initialize the private
679  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
680  *   not needed.
681  * @param mp_init_arg
682  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
683  *   constructor function.
684  * @param obj_init
685  *   A function pointer that is called for each object at
686  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
687  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
688  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
689  *   the object pointer and the object number as parameters.
690  * @param obj_init_arg
691  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
692  *   each call to the object constructor function.
693  * @param socket_id
694  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
695  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
696  *   constraint for the reserved zone.
697  * @param flags
698  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
699  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
700  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
701  *     between objects depending on the hardware configuration. See
702  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
703  *     the allocator will just align them to a cache line.
704  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
705  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
706  *     padding will be present between objects. This flag implies
707  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
708  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
709  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
710  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
711  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
712  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
713  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
714  * @return
715  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
716  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
717  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
718  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
719  *    - E_RTE_NO_TAILQ - no tailq list could be got for the ring or mempool list
720  *    - EINVAL - cache size provided is too large
721  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
722  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
723  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
724  */
725 struct rte_mempool *
726 rte_dom0_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
727                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
728                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
729                 rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
730                 int socket_id, unsigned flags);
731 #endif
732
733 /**
734  * Dump the status of the mempool to the console.
735  *
736  * @param f
737  *   A pointer to a file for output
738  * @param mp
739  *   A pointer to the mempool structure.
740  */
741 void rte_mempool_dump(FILE *f, const struct rte_mempool *mp);
742
743 /**
744  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
745  * @param mp
746  *   A pointer to the mempool structure.
747  * @param obj_table
748  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
749  * @param n
750  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
751  *   positive.
752  * @param is_mp
753  *   Mono-producer (0) or multi-producers (1).
754  */
755 static inline void __attribute__((always_inline))
756 __mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
757                     unsigned n, int is_mp)
758 {
759 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
760         struct rte_mempool_cache *cache;
761         uint32_t index;
762         void **cache_objs;
763         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
764         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
765         uint32_t flushthresh = mp->cache_flushthresh;
766 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
767
768         /* increment stat now, adding in mempool always success */
769         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
770
771 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
772         /* cache is not enabled or single producer or non-EAL thread */
773         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mp == 0 ||
774                      lcore_id >= RTE_MAX_LCORE))
775                 goto ring_enqueue;
776
777         /* Go straight to ring if put would overflow mem allocated for cache */
778         if (unlikely(n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
779                 goto ring_enqueue;
780
781         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
782         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
783
784         /*
785          * The cache follows the following algorithm
786          *   1. Add the objects to the cache
787          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
788          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
789          */
790
791         /* Add elements back into the cache */
792         for (index = 0; index < n; ++index, obj_table++)
793                 cache_objs[index] = *obj_table;
794
795         cache->len += n;
796
797         if (cache->len >= flushthresh) {
798                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache_size],
799                                 cache->len - cache_size);
800                 cache->len = cache_size;
801         }
802
803         return;
804
805 ring_enqueue:
806 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
807
808         /* push remaining objects in ring */
809 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
810         if (is_mp) {
811                 if (rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
812                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
813         }
814         else {
815                 if (rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
816                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
817         }
818 #else
819         if (is_mp)
820                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
821         else
822                 rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
823 #endif
824 }
825
826
827 /**
828  * Put several objects back in the mempool (multi-producers safe).
829  *
830  * @param mp
831  *   A pointer to the mempool structure.
832  * @param obj_table
833  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
834  * @param n
835  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
836  */
837 static inline void __attribute__((always_inline))
838 rte_mempool_mp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
839                         unsigned n)
840 {
841         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
842         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 1);
843 }
844
845 /**
846  * Put several objects back in the mempool (NOT multi-producers safe).
847  *
848  * @param mp
849  *   A pointer to the mempool structure.
850  * @param obj_table
851  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
852  * @param n
853  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
854  */
855 static inline void
856 rte_mempool_sp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
857                         unsigned n)
858 {
859         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
860         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 0);
861 }
862
863 /**
864  * Put several objects back in the mempool.
865  *
866  * This function calls the multi-producer or the single-producer
867  * version depending on the default behavior that was specified at
868  * mempool creation time (see flags).
869  *
870  * @param mp
871  *   A pointer to the mempool structure.
872  * @param obj_table
873  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
874  * @param n
875  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
876  */
877 static inline void __attribute__((always_inline))
878 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
879                      unsigned n)
880 {
881         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
882         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, !(mp->flags & MEMPOOL_F_SP_PUT));
883 }
884
885 /**
886  * Put one object in the mempool (multi-producers safe).
887  *
888  * @param mp
889  *   A pointer to the mempool structure.
890  * @param obj
891  *   A pointer to the object to be added.
892  */
893 static inline void __attribute__((always_inline))
894 rte_mempool_mp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
895 {
896         rte_mempool_mp_put_bulk(mp, &obj, 1);
897 }
898
899 /**
900  * Put one object back in the mempool (NOT multi-producers safe).
901  *
902  * @param mp
903  *   A pointer to the mempool structure.
904  * @param obj
905  *   A pointer to the object to be added.
906  */
907 static inline void __attribute__((always_inline))
908 rte_mempool_sp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
909 {
910         rte_mempool_sp_put_bulk(mp, &obj, 1);
911 }
912
913 /**
914  * Put one object back in the mempool.
915  *
916  * This function calls the multi-producer or the single-producer
917  * version depending on the default behavior that was specified at
918  * mempool creation time (see flags).
919  *
920  * @param mp
921  *   A pointer to the mempool structure.
922  * @param obj
923  *   A pointer to the object to be added.
924  */
925 static inline void __attribute__((always_inline))
926 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
927 {
928         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
929 }
930
931 /**
932  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
933  * @param mp
934  *   A pointer to the mempool structure.
935  * @param obj_table
936  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
937  * @param n
938  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
939  * @param is_mc
940  *   Mono-consumer (0) or multi-consumers (1).
941  * @return
942  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
943  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
944  */
945 static inline int __attribute__((always_inline))
946 __mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
947                    unsigned n, int is_mc)
948 {
949         int ret;
950 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
951         struct rte_mempool_cache *cache;
952         uint32_t index, len;
953         void **cache_objs;
954         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
955         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
956
957         /* cache is not enabled or single consumer */
958         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mc == 0 ||
959                      n >= cache_size || lcore_id >= RTE_MAX_LCORE))
960                 goto ring_dequeue;
961
962         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
963         cache_objs = cache->objs;
964
965         /* Can this be satisfied from the cache? */
966         if (cache->len < n) {
967                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
968                 uint32_t req = n + (cache_size - cache->len);
969
970                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
971                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache->len], req);
972                 if (unlikely(ret < 0)) {
973                         /*
974                          * In the offchance that we are buffer constrained,
975                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
976                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
977                          * buffers.
978                          */
979                         goto ring_dequeue;
980                 }
981
982                 cache->len += req;
983         }
984
985         /* Now fill in the response ... */
986         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
987                 *obj_table = cache_objs[len];
988
989         cache->len -= n;
990
991         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
992
993         return 0;
994
995 ring_dequeue:
996 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
997
998         /* get remaining objects from ring */
999         if (is_mc)
1000                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
1001         else
1002                 ret = rte_ring_sc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
1003
1004         if (ret < 0)
1005                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1006         else
1007                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1008
1009         return ret;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Get several objects from the mempool (multi-consumers safe).
1014  *
1015  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1016  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1017  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1018  * lcores are full.
1019  *
1020  * @param mp
1021  *   A pointer to the mempool structure.
1022  * @param obj_table
1023  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1024  * @param n
1025  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1026  * @return
1027  *   - 0: Success; objects taken.
1028  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1029  */
1030 static inline int __attribute__((always_inline))
1031 rte_mempool_mc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1032 {
1033         int ret;
1034         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 1);
1035         if (ret == 0)
1036                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * Get several objects from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1042  *
1043  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1044  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1045  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1046  * lcores are full.
1047  *
1048  * @param mp
1049  *   A pointer to the mempool structure.
1050  * @param obj_table
1051  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1052  * @param n
1053  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1054  * @return
1055  *   - 0: Success; objects taken.
1056  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is
1057  *     retrieved.
1058  */
1059 static inline int __attribute__((always_inline))
1060 rte_mempool_sc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1061 {
1062         int ret;
1063         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 0);
1064         if (ret == 0)
1065                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * Get several objects from the mempool.
1071  *
1072  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1073  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1074  * mempool creation time (see flags).
1075  *
1076  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1077  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1078  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1079  * lcores are full.
1080  *
1081  * @param mp
1082  *   A pointer to the mempool structure.
1083  * @param obj_table
1084  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1085  * @param n
1086  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1087  * @return
1088  *   - 0: Success; objects taken
1089  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1090  */
1091 static inline int __attribute__((always_inline))
1092 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1093 {
1094         int ret;
1095         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n,
1096                                  !(mp->flags & MEMPOOL_F_SC_GET));
1097         if (ret == 0)
1098                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * Get one object from the mempool (multi-consumers safe).
1104  *
1105  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1106  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1107  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1108  * lcores are full.
1109  *
1110  * @param mp
1111  *   A pointer to the mempool structure.
1112  * @param obj_p
1113  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1114  * @return
1115  *   - 0: Success; objects taken.
1116  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1117  */
1118 static inline int __attribute__((always_inline))
1119 rte_mempool_mc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1120 {
1121         return rte_mempool_mc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1122 }
1123
1124 /**
1125  * Get one object from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1126  *
1127  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1128  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1129  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1130  * lcores are full.
1131  *
1132  * @param mp
1133  *   A pointer to the mempool structure.
1134  * @param obj_p
1135  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1136  * @return
1137  *   - 0: Success; objects taken.
1138  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1139  */
1140 static inline int __attribute__((always_inline))
1141 rte_mempool_sc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1142 {
1143         return rte_mempool_sc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1144 }
1145
1146 /**
1147  * Get one object from the mempool.
1148  *
1149  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1150  * version, depending on the default behavior that was specified at
1151  * mempool creation (see flags).
1152  *
1153  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1154  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1155  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1156  * lcores are full.
1157  *
1158  * @param mp
1159  *   A pointer to the mempool structure.
1160  * @param obj_p
1161  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1162  * @return
1163  *   - 0: Success; objects taken.
1164  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1165  */
1166 static inline int __attribute__((always_inline))
1167 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1168 {
1169         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1170 }
1171
1172 /**
1173  * Return the number of entries in the mempool.
1174  *
1175  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1176  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1177  * debug purposes.
1178  *
1179  * @param mp
1180  *   A pointer to the mempool structure.
1181  * @return
1182  *   The number of entries in the mempool.
1183  */
1184 unsigned rte_mempool_count(const struct rte_mempool *mp);
1185
1186 /**
1187  * Return the number of free entries in the mempool ring.
1188  * i.e. how many entries can be freed back to the mempool.
1189  *
1190  * NOTE: This corresponds to the number of elements *allocated* from the
1191  * memory pool, not the number of elements in the pool itself. To count
1192  * the number elements currently available in the pool, use "rte_mempool_count"
1193  *
1194  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1195  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1196  * debug purposes.
1197  *
1198  * @param mp
1199  *   A pointer to the mempool structure.
1200  * @return
1201  *   The number of free entries in the mempool.
1202  */
1203 static inline unsigned
1204 rte_mempool_free_count(const struct rte_mempool *mp)
1205 {
1206         return mp->size - rte_mempool_count(mp);
1207 }
1208
1209 /**
1210  * Test if the mempool is full.
1211  *
1212  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1213  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1214  * purposes.
1215  *
1216  * @param mp
1217  *   A pointer to the mempool structure.
1218  * @return
1219  *   - 1: The mempool is full.
1220  *   - 0: The mempool is not full.
1221  */
1222 static inline int
1223 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1224 {
1225         return !!(rte_mempool_count(mp) == mp->size);
1226 }
1227
1228 /**
1229  * Test if the mempool is empty.
1230  *
1231  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1232  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1233  * purposes.
1234  *
1235  * @param mp
1236  *   A pointer to the mempool structure.
1237  * @return
1238  *   - 1: The mempool is empty.
1239  *   - 0: The mempool is not empty.
1240  */
1241 static inline int
1242 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1243 {
1244         return !!(rte_mempool_count(mp) == 0);
1245 }
1246
1247 /**
1248  * Return the physical address of elt, which is an element of the pool mp.
1249  *
1250  * @param mp
1251  *   A pointer to the mempool structure.
1252  * @param elt
1253  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1254  * @return
1255  *   The physical address of the elt element.
1256  */
1257 static inline phys_addr_t
1258 rte_mempool_virt2phy(const struct rte_mempool *mp, const void *elt)
1259 {
1260         if (rte_eal_has_hugepages()) {
1261                 uintptr_t off;
1262
1263                 off = (const char *)elt - (const char *)mp->elt_va_start;
1264                 return (mp->elt_pa[off >> mp->pg_shift] + (off & mp->pg_mask));
1265         } else {
1266                 /*
1267                  * If huge pages are disabled, we cannot assume the
1268                  * memory region to be physically contiguous.
1269                  * Lookup for each element.
1270                  */
1271                 return rte_mem_virt2phy(elt);
1272         }
1273 }
1274
1275 /**
1276  * Check the consistency of mempool objects.
1277  *
1278  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1279  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1280  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1281  *
1282  * @param mp
1283  *   A pointer to the mempool structure.
1284  */
1285 void rte_mempool_audit(const struct rte_mempool *mp);
1286
1287 /**
1288  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1289  *
1290  * @param mp
1291  *   A pointer to the mempool structure.
1292  * @return
1293  *   A pointer to the private data.
1294  */
1295 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1296 {
1297         return (char *)mp + MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->pg_num);
1298 }
1299
1300 /**
1301  * Dump the status of all mempools on the console
1302  *
1303  * @param f
1304  *   A pointer to a file for output
1305  */
1306 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1307
1308 /**
1309  * Search a mempool from its name
1310  *
1311  * @param name
1312  *   The name of the mempool.
1313  * @return
1314  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1315  *   NULL on error
1316  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1317  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1318  *
1319  */
1320 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1321
1322 /**
1323  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1324  * caluclates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1325  * @param elt_size
1326  *   The size of each element.
1327  * @param flags
1328  *   The flags used for the mempool creation.
1329  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1330  *   The size of each element.
1331  * @return
1332  *   Total size of the mempool object.
1333  */
1334 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1335         struct rte_mempool_objsz *sz);
1336
1337 /**
1338  * Calculate maximum amount of memory required to store given number of objects.
1339  * Assumes that the memory buffer will be aligned at page boundary.
1340  * Note, that if object size is bigger then page size, then it assumes that
1341  * we have a subsets of physically continuous  pages big enough to store
1342  * at least one object.
1343  * @param elt_num
1344  *   Number of elements.
1345  * @param elt_sz
1346  *   The size of each element.
1347  * @param pg_shift
1348  *   LOG2 of the physical pages size.
1349  * @return
1350  *   Required memory size aligned at page boundary.
1351  */
1352 size_t rte_mempool_xmem_size(uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1353         uint32_t pg_shift);
1354
1355 /**
1356  * Calculate how much memory would be actually required with the given
1357  * memory footprint to store required number of objects.
1358  * @param vaddr
1359  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
1360  *   Will be used to store mempool objects.
1361  * @param elt_num
1362  *   Number of elements.
1363  * @param elt_sz
1364  *   The size of each element.
1365  * @param paddr
1366  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
1367  *   buffer.
1368  * @param pg_num
1369  *   Number of elements in the paddr array.
1370  * @param pg_shift
1371  *   LOG2 of the physical pages size.
1372  * @return
1373  *   Number of bytes needed to store given number of objects,
1374  *   aligned to the given page size.
1375  *   If provided memory buffer is not big enough:
1376  *   (-1) * actual number of elemnts that can be stored in that buffer.
1377  */
1378 ssize_t rte_mempool_xmem_usage(void *vaddr, uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1379         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
1380
1381 /**
1382  * Walk list of all memory pools
1383  *
1384  * @param func
1385  *   Iterator function
1386  * @param arg
1387  *   Argument passed to iterator
1388  */
1389 void rte_mempool_walk(void (*func)(const struct rte_mempool *, void *arg),
1390                       void *arg);
1391
1392 #ifdef __cplusplus
1393 }
1394 #endif
1395
1396 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */