mempool: introduce function to get mempool page size
[dpdk.git] / lib / librte_mempool / rte_mempool.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright(c) 2016 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MEMPOOL_H_
7 #define _RTE_MEMPOOL_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mempool.
12  *
13  * A memory pool is an allocator of fixed-size object. It is
14  * identified by its name, and uses a ring to store free objects. It
15  * provides some other optional services, like a per-core object
16  * cache, and an alignment helper to ensure that objects are padded
17  * to spread them equally on all RAM channels, ranks, and so on.
18  *
19  * Objects owned by a mempool should never be added in another
20  * mempool. When an object is freed using rte_mempool_put() or
21  * equivalent, the object data is not modified; the user can save some
22  * meta-data in the object data and retrieve them when allocating a
23  * new object.
24  *
25  * Note: the mempool implementation is not preemptible. An lcore must not be
26  * interrupted by another task that uses the same mempool (because it uses a
27  * ring which is not preemptible). Also, usual mempool functions like
28  * rte_mempool_get() or rte_mempool_put() are designed to be called from an EAL
29  * thread due to the internal per-lcore cache. Due to the lack of caching,
30  * rte_mempool_get() or rte_mempool_put() performance will suffer when called
31  * by non-EAL threads. Instead, non-EAL threads should call
32  * rte_mempool_generic_get() or rte_mempool_generic_put() with a user cache
33  * created with rte_mempool_cache_create().
34  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include <stdlib.h>
38 #include <stdint.h>
39 #include <errno.h>
40 #include <inttypes.h>
41 #include <sys/queue.h>
42
43 #include <rte_config.h>
44 #include <rte_spinlock.h>
45 #include <rte_log.h>
46 #include <rte_debug.h>
47 #include <rte_lcore.h>
48 #include <rte_memory.h>
49 #include <rte_branch_prediction.h>
50 #include <rte_ring.h>
51 #include <rte_memcpy.h>
52 #include <rte_common.h>
53
54 #ifdef __cplusplus
55 extern "C" {
56 #endif
57
58 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
59 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
60 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
61
62 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
63 /**
64  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
65  */
66 struct rte_mempool_debug_stats {
67         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
68         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
69         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
70         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
71         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
72         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
73         /** Successful allocation number of contiguous blocks. */
74         uint64_t get_success_blks;
75         /** Failed allocation number of contiguous blocks. */
76         uint64_t get_fail_blks;
77 } __rte_cache_aligned;
78 #endif
79
80 /**
81  * A structure that stores a per-core object cache.
82  */
83 struct rte_mempool_cache {
84         uint32_t size;        /**< Size of the cache */
85         uint32_t flushthresh; /**< Threshold before we flush excess elements */
86         uint32_t len;         /**< Current cache count */
87         /*
88          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
89          * cases to avoid needless emptying of cache.
90          */
91         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
92 } __rte_cache_aligned;
93
94 /**
95  * A structure that stores the size of mempool elements.
96  */
97 struct rte_mempool_objsz {
98         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
99         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
100         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
101         uint32_t total_size;
102         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
103 };
104
105 /**< Maximum length of a memory pool's name. */
106 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE (RTE_RING_NAMESIZE - \
107                               sizeof(RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX) + 1)
108 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
109
110 /* "MP_<name>" */
111 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
112
113 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
114
115 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
116 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
117
118 #ifndef RTE_MEMPOOL_ALIGN
119 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN       RTE_CACHE_LINE_SIZE
120 #endif
121
122 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN_MASK  (RTE_MEMPOOL_ALIGN - 1)
123
124 /**
125  * Mempool object header structure
126  *
127  * Each object stored in mempools are prefixed by this header structure,
128  * it allows to retrieve the mempool pointer from the object and to
129  * iterate on all objects attached to a mempool. When debug is enabled,
130  * a cookie is also added in this structure preventing corruptions and
131  * double-frees.
132  */
133 struct rte_mempool_objhdr {
134         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_objhdr) next; /**< Next in list. */
135         struct rte_mempool *mp;          /**< The mempool owning the object. */
136         RTE_STD_C11
137         union {
138                 rte_iova_t iova;         /**< IO address of the object. */
139                 phys_addr_t physaddr;    /**< deprecated - Physical address of the object. */
140         };
141 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
142         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
143 #endif
144 };
145
146 /**
147  * A list of object headers type
148  */
149 STAILQ_HEAD(rte_mempool_objhdr_list, rte_mempool_objhdr);
150
151 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
152
153 /**
154  * Mempool object trailer structure
155  *
156  * In debug mode, each object stored in mempools are suffixed by this
157  * trailer structure containing a cookie preventing memory corruptions.
158  */
159 struct rte_mempool_objtlr {
160         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
161 };
162
163 #endif
164
165 /**
166  * A list of memory where objects are stored
167  */
168 STAILQ_HEAD(rte_mempool_memhdr_list, rte_mempool_memhdr);
169
170 /**
171  * Callback used to free a memory chunk
172  */
173 typedef void (rte_mempool_memchunk_free_cb_t)(struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
174         void *opaque);
175
176 /**
177  * Mempool objects memory header structure
178  *
179  * The memory chunks where objects are stored. Each chunk is virtually
180  * and physically contiguous.
181  */
182 struct rte_mempool_memhdr {
183         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_memhdr) next; /**< Next in list. */
184         struct rte_mempool *mp;  /**< The mempool owning the chunk */
185         void *addr;              /**< Virtual address of the chunk */
186         RTE_STD_C11
187         union {
188                 rte_iova_t iova;       /**< IO address of the chunk */
189                 phys_addr_t phys_addr; /**< Physical address of the chunk */
190         };
191         size_t len;              /**< length of the chunk */
192         rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb; /**< Free callback */
193         void *opaque;            /**< Argument passed to the free callback */
194 };
195
196 /**
197  * @warning
198  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
199  *
200  * Additional information about the mempool
201  *
202  * The structure is cache-line aligned to avoid ABI breakages in
203  * a number of cases when something small is added.
204  */
205 struct rte_mempool_info {
206         /** Number of objects in the contiguous block */
207         unsigned int contig_block_size;
208 } __rte_cache_aligned;
209
210 /**
211  * The RTE mempool structure.
212  */
213 struct rte_mempool {
214         /*
215          * Note: this field kept the RTE_MEMZONE_NAMESIZE size due to ABI
216          * compatibility requirements, it could be changed to
217          * RTE_MEMPOOL_NAMESIZE next time the ABI changes
218          */
219         char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
220         RTE_STD_C11
221         union {
222                 void *pool_data;         /**< Ring or pool to store objects. */
223                 uint64_t pool_id;        /**< External mempool identifier. */
224         };
225         void *pool_config;               /**< optional args for ops alloc. */
226         const struct rte_memzone *mz;    /**< Memzone where pool is alloc'd. */
227         unsigned int flags;              /**< Flags of the mempool. */
228         int socket_id;                   /**< Socket id passed at create. */
229         uint32_t size;                   /**< Max size of the mempool. */
230         uint32_t cache_size;
231         /**< Size of per-lcore default local cache. */
232
233         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
234         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
235         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
236
237         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
238         /**
239          * Index into rte_mempool_ops_table array of mempool ops
240          * structs, which contain callback function pointers.
241          * We're using an index here rather than pointers to the callbacks
242          * to facilitate any secondary processes that may want to use
243          * this mempool.
244          */
245         int32_t ops_index;
246
247         struct rte_mempool_cache *local_cache; /**< Per-lcore local cache */
248
249         uint32_t populated_size;         /**< Number of populated objects. */
250         struct rte_mempool_objhdr_list elt_list; /**< List of objects in pool */
251         uint32_t nb_mem_chunks;          /**< Number of memory chunks */
252         struct rte_mempool_memhdr_list mem_list; /**< List of memory chunks */
253
254 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
255         /** Per-lcore statistics. */
256         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
257 #endif
258 }  __rte_cache_aligned;
259
260 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001 /**< Do not spread among memory channels. */
261 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
262 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
263 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
264 #define MEMPOOL_F_POOL_CREATED   0x0010 /**< Internal: pool is created. */
265 #define MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG 0x0020 /**< Don't need IOVA contiguous objs. */
266 #define MEMPOOL_F_NO_PHYS_CONTIG MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG /* deprecated */
267
268 /**
269  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
270  *
271  * @param mp
272  *   Pointer to the memory pool.
273  * @param name
274  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
275  * @param n
276  *   Number to add to the object-oriented statistics.
277  */
278 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
279 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
280                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
281                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
282                         mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n; \
283                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
284                 }                                               \
285         } while(0)
286 #define __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
287                 unsigned int __lcore_id = rte_lcore_id();       \
288                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
289                         mp->stats[__lcore_id].name##_blks += n; \
290                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
291                 }                                               \
292         } while (0)
293 #else
294 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
295 #define __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while (0)
296 #endif
297
298 /**
299  * Calculate the size of the mempool header.
300  *
301  * @param mp
302  *   Pointer to the memory pool.
303  * @param cs
304  *   Size of the per-lcore cache.
305  */
306 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, cs) \
307         (sizeof(*(mp)) + (((cs) == 0) ? 0 : \
308         (sizeof(struct rte_mempool_cache) * RTE_MAX_LCORE)))
309
310 /* return the header of a mempool object (internal) */
311 static inline struct rte_mempool_objhdr *__mempool_get_header(void *obj)
312 {
313         return (struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(obj,
314                 sizeof(struct rte_mempool_objhdr));
315 }
316
317 /**
318  * Return a pointer to the mempool owning this object.
319  *
320  * @param obj
321  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
322  *   the behavior is undefined.
323  * @return
324  *   A pointer to the mempool structure.
325  */
326 static inline struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
327 {
328         struct rte_mempool_objhdr *hdr = __mempool_get_header(obj);
329         return hdr->mp;
330 }
331
332 /* return the trailer of a mempool object (internal) */
333 static inline struct rte_mempool_objtlr *__mempool_get_trailer(void *obj)
334 {
335         struct rte_mempool *mp = rte_mempool_from_obj(obj);
336         return (struct rte_mempool_objtlr *)RTE_PTR_ADD(obj, mp->elt_size);
337 }
338
339 /**
340  * @internal Check and update cookies or panic.
341  *
342  * @param mp
343  *   Pointer to the memory pool.
344  * @param obj_table_const
345  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
346  * @param n
347  *   Index of object in object table.
348  * @param free
349  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
350  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
351  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
352  */
353 void rte_mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
354         void * const *obj_table_const, unsigned n, int free);
355
356 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
357 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) \
358         rte_mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free)
359 #else
360 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
361 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
362
363 /**
364  * @warning
365  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
366  *
367  * @internal Check contiguous object blocks and update cookies or panic.
368  *
369  * @param mp
370  *   Pointer to the memory pool.
371  * @param first_obj_table_const
372  *   Pointer to a table of void * pointers (first object of the contiguous
373  *   object blocks).
374  * @param n
375  *   Number of contiguous object blocks.
376  * @param free
377  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
378  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
379  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
380  */
381 void rte_mempool_contig_blocks_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
382         void * const *first_obj_table_const, unsigned int n, int free);
383
384 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
385 #define __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
386                                               free) \
387         rte_mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
388                                                 free)
389 #else
390 #define __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
391                                               free) \
392         do {} while (0)
393 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
394
395 #define RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE 32 /**< Max length of ops struct name. */
396
397 /**
398  * Prototype for implementation specific data provisioning function.
399  *
400  * The function should provide the implementation specific memory for
401  * use by the other mempool ops functions in a given mempool ops struct.
402  * E.g. the default ops provides an instance of the rte_ring for this purpose.
403  * it will most likely point to a different type of data structure, and
404  * will be transparent to the application programmer.
405  * This function should set mp->pool_data.
406  */
407 typedef int (*rte_mempool_alloc_t)(struct rte_mempool *mp);
408
409 /**
410  * Free the opaque private data pointed to by mp->pool_data pointer.
411  */
412 typedef void (*rte_mempool_free_t)(struct rte_mempool *mp);
413
414 /**
415  * Enqueue an object into the external pool.
416  */
417 typedef int (*rte_mempool_enqueue_t)(struct rte_mempool *mp,
418                 void * const *obj_table, unsigned int n);
419
420 /**
421  * Dequeue an object from the external pool.
422  */
423 typedef int (*rte_mempool_dequeue_t)(struct rte_mempool *mp,
424                 void **obj_table, unsigned int n);
425
426 /**
427  * @warning
428  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
429  *
430  * Dequeue a number of contiguous object blocks from the external pool.
431  */
432 typedef int (*rte_mempool_dequeue_contig_blocks_t)(struct rte_mempool *mp,
433                  void **first_obj_table, unsigned int n);
434
435 /**
436  * Return the number of available objects in the external pool.
437  */
438 typedef unsigned (*rte_mempool_get_count)(const struct rte_mempool *mp);
439
440 /**
441  * Calculate memory size required to store given number of objects.
442  *
443  * If mempool objects are not required to be IOVA-contiguous
444  * (the flag MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG is set), min_chunk_size defines
445  * virtually contiguous chunk size. Otherwise, if mempool objects must
446  * be IOVA-contiguous (the flag MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG is clear),
447  * min_chunk_size defines IOVA-contiguous chunk size.
448  *
449  * @param[in] mp
450  *   Pointer to the memory pool.
451  * @param[in] obj_num
452  *   Number of objects.
453  * @param[in] pg_shift
454  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
455  * @param[out] min_chunk_size
456  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
457  *   store memory pool objects.
458  * @param[out] align
459  *   Location for required memory chunk alignment.
460  * @return
461  *   Required memory size.
462  */
463 typedef ssize_t (*rte_mempool_calc_mem_size_t)(const struct rte_mempool *mp,
464                 uint32_t obj_num,  uint32_t pg_shift,
465                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
466
467 /**
468  * Default way to calculate memory size required to store given number of
469  * objects.
470  *
471  * If page boundaries may be ignored, it is just a product of total
472  * object size including header and trailer and number of objects.
473  * Otherwise, it is a number of pages required to store given number of
474  * objects without crossing page boundary.
475  *
476  * Note that if object size is bigger than page size, then it assumes
477  * that pages are grouped in subsets of physically continuous pages big
478  * enough to store at least one object.
479  *
480  * Minimum size of memory chunk is the total element size.
481  * Required memory chunk alignment is the cache line size.
482  */
483 ssize_t rte_mempool_op_calc_mem_size_default(const struct rte_mempool *mp,
484                 uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift,
485                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
486
487 /**
488  * Function to be called for each populated object.
489  *
490  * @param[in] mp
491  *   A pointer to the mempool structure.
492  * @param[in] opaque
493  *   An opaque pointer passed to iterator.
494  * @param[in] vaddr
495  *   Object virtual address.
496  * @param[in] iova
497  *   Input/output virtual address of the object or RTE_BAD_IOVA.
498  */
499 typedef void (rte_mempool_populate_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
500                 void *opaque, void *vaddr, rte_iova_t iova);
501
502 /**
503  * Populate memory pool objects using provided memory chunk.
504  *
505  * Populated objects should be enqueued to the pool, e.g. using
506  * rte_mempool_ops_enqueue_bulk().
507  *
508  * If the given IO address is unknown (iova = RTE_BAD_IOVA),
509  * the chunk doesn't need to be physically contiguous (only virtually),
510  * and allocated objects may span two pages.
511  *
512  * @param[in] mp
513  *   A pointer to the mempool structure.
514  * @param[in] max_objs
515  *   Maximum number of objects to be populated.
516  * @param[in] vaddr
517  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
518  * @param[in] iova
519  *   The IO address
520  * @param[in] len
521  *   The length of memory in bytes.
522  * @param[in] obj_cb
523  *   Callback function to be executed for each populated object.
524  * @param[in] obj_cb_arg
525  *   An opaque pointer passed to the callback function.
526  * @return
527  *   The number of objects added on success.
528  *   On error, no objects are populated and a negative errno is returned.
529  */
530 typedef int (*rte_mempool_populate_t)(struct rte_mempool *mp,
531                 unsigned int max_objs,
532                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
533                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
534
535 /**
536  * Default way to populate memory pool object using provided memory
537  * chunk: just slice objects one by one.
538  */
539 int rte_mempool_op_populate_default(struct rte_mempool *mp,
540                 unsigned int max_objs,
541                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
542                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
543
544 /**
545  * @warning
546  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
547  *
548  * Get some additional information about a mempool.
549  */
550 typedef int (*rte_mempool_get_info_t)(const struct rte_mempool *mp,
551                 struct rte_mempool_info *info);
552
553
554 /** Structure defining mempool operations structure */
555 struct rte_mempool_ops {
556         char name[RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE]; /**< Name of mempool ops struct. */
557         rte_mempool_alloc_t alloc;       /**< Allocate private data. */
558         rte_mempool_free_t free;         /**< Free the external pool. */
559         rte_mempool_enqueue_t enqueue;   /**< Enqueue an object. */
560         rte_mempool_dequeue_t dequeue;   /**< Dequeue an object. */
561         rte_mempool_get_count get_count; /**< Get qty of available objs. */
562         /**
563          * Optional callback to calculate memory size required to
564          * store specified number of objects.
565          */
566         rte_mempool_calc_mem_size_t calc_mem_size;
567         /**
568          * Optional callback to populate mempool objects using
569          * provided memory chunk.
570          */
571         rte_mempool_populate_t populate;
572         /**
573          * Get mempool info
574          */
575         rte_mempool_get_info_t get_info;
576         /**
577          * Dequeue a number of contiguous object blocks.
578          */
579         rte_mempool_dequeue_contig_blocks_t dequeue_contig_blocks;
580 } __rte_cache_aligned;
581
582 #define RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX 16  /**< Max registered ops structs */
583
584 /**
585  * Structure storing the table of registered ops structs, each of which contain
586  * the function pointers for the mempool ops functions.
587  * Each process has its own storage for this ops struct array so that
588  * the mempools can be shared across primary and secondary processes.
589  * The indices used to access the array are valid across processes, whereas
590  * any function pointers stored directly in the mempool struct would not be.
591  * This results in us simply having "ops_index" in the mempool struct.
592  */
593 struct rte_mempool_ops_table {
594         rte_spinlock_t sl;     /**< Spinlock for add/delete. */
595         uint32_t num_ops;      /**< Number of used ops structs in the table. */
596         /**
597          * Storage for all possible ops structs.
598          */
599         struct rte_mempool_ops ops[RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX];
600 } __rte_cache_aligned;
601
602 /** Array of registered ops structs. */
603 extern struct rte_mempool_ops_table rte_mempool_ops_table;
604
605 /**
606  * @internal Get the mempool ops struct from its index.
607  *
608  * @param ops_index
609  *   The index of the ops struct in the ops struct table. It must be a valid
610  *   index: (0 <= idx < num_ops).
611  * @return
612  *   The pointer to the ops struct in the table.
613  */
614 static inline struct rte_mempool_ops *
615 rte_mempool_get_ops(int ops_index)
616 {
617         RTE_VERIFY((ops_index >= 0) && (ops_index < RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX));
618
619         return &rte_mempool_ops_table.ops[ops_index];
620 }
621
622 /**
623  * @internal Wrapper for mempool_ops alloc callback.
624  *
625  * @param mp
626  *   Pointer to the memory pool.
627  * @return
628  *   - 0: Success; successfully allocated mempool pool_data.
629  *   - <0: Error; code of alloc function.
630  */
631 int
632 rte_mempool_ops_alloc(struct rte_mempool *mp);
633
634 /**
635  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue callback.
636  *
637  * @param mp
638  *   Pointer to the memory pool.
639  * @param obj_table
640  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
641  * @param n
642  *   Number of objects to get.
643  * @return
644  *   - 0: Success; got n objects.
645  *   - <0: Error; code of dequeue function.
646  */
647 static inline int
648 rte_mempool_ops_dequeue_bulk(struct rte_mempool *mp,
649                 void **obj_table, unsigned n)
650 {
651         struct rte_mempool_ops *ops;
652
653         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
654         return ops->dequeue(mp, obj_table, n);
655 }
656
657 /**
658  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue_contig_blocks callback.
659  *
660  * @param[in] mp
661  *   Pointer to the memory pool.
662  * @param[out] first_obj_table
663  *   Pointer to a table of void * pointers (first objects).
664  * @param[in] n
665  *   Number of blocks to get.
666  * @return
667  *   - 0: Success; got n objects.
668  *   - <0: Error; code of dequeue function.
669  */
670 static inline int
671 rte_mempool_ops_dequeue_contig_blocks(struct rte_mempool *mp,
672                 void **first_obj_table, unsigned int n)
673 {
674         struct rte_mempool_ops *ops;
675
676         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
677         RTE_ASSERT(ops->dequeue_contig_blocks != NULL);
678         return ops->dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
679 }
680
681 /**
682  * @internal wrapper for mempool_ops enqueue callback.
683  *
684  * @param mp
685  *   Pointer to the memory pool.
686  * @param obj_table
687  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
688  * @param n
689  *   Number of objects to put.
690  * @return
691  *   - 0: Success; n objects supplied.
692  *   - <0: Error; code of enqueue function.
693  */
694 static inline int
695 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
696                 unsigned n)
697 {
698         struct rte_mempool_ops *ops;
699
700         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
701         return ops->enqueue(mp, obj_table, n);
702 }
703
704 /**
705  * @internal wrapper for mempool_ops get_count callback.
706  *
707  * @param mp
708  *   Pointer to the memory pool.
709  * @return
710  *   The number of available objects in the external pool.
711  */
712 unsigned
713 rte_mempool_ops_get_count(const struct rte_mempool *mp);
714
715 /**
716  * @internal wrapper for mempool_ops calc_mem_size callback.
717  * API to calculate size of memory required to store specified number of
718  * object.
719  *
720  * @param[in] mp
721  *   Pointer to the memory pool.
722  * @param[in] obj_num
723  *   Number of objects.
724  * @param[in] pg_shift
725  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
726  * @param[out] min_chunk_size
727  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
728  *   store memory pool objects.
729  * @param[out] align
730  *   Location for required memory chunk alignment.
731  * @return
732  *   Required memory size aligned at page boundary.
733  */
734 ssize_t rte_mempool_ops_calc_mem_size(const struct rte_mempool *mp,
735                                       uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift,
736                                       size_t *min_chunk_size, size_t *align);
737
738 /**
739  * @internal wrapper for mempool_ops populate callback.
740  *
741  * Populate memory pool objects using provided memory chunk.
742  *
743  * @param[in] mp
744  *   A pointer to the mempool structure.
745  * @param[in] max_objs
746  *   Maximum number of objects to be populated.
747  * @param[in] vaddr
748  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
749  * @param[in] iova
750  *   The IO address
751  * @param[in] len
752  *   The length of memory in bytes.
753  * @param[in] obj_cb
754  *   Callback function to be executed for each populated object.
755  * @param[in] obj_cb_arg
756  *   An opaque pointer passed to the callback function.
757  * @return
758  *   The number of objects added on success.
759  *   On error, no objects are populated and a negative errno is returned.
760  */
761 int rte_mempool_ops_populate(struct rte_mempool *mp, unsigned int max_objs,
762                              void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
763                              rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb,
764                              void *obj_cb_arg);
765
766 /**
767  * @warning
768  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
769  *
770  * Wrapper for mempool_ops get_info callback.
771  *
772  * @param[in] mp
773  *   Pointer to the memory pool.
774  * @param[out] info
775  *   Pointer to the rte_mempool_info structure
776  * @return
777  *   - 0: Success; The mempool driver supports retrieving supplementary
778  *        mempool information
779  *   - -ENOTSUP - doesn't support get_info ops (valid case).
780  */
781 __rte_experimental
782 int rte_mempool_ops_get_info(const struct rte_mempool *mp,
783                          struct rte_mempool_info *info);
784
785 /**
786  * @internal wrapper for mempool_ops free callback.
787  *
788  * @param mp
789  *   Pointer to the memory pool.
790  */
791 void
792 rte_mempool_ops_free(struct rte_mempool *mp);
793
794 /**
795  * Set the ops of a mempool.
796  *
797  * This can only be done on a mempool that is not populated, i.e. just after
798  * a call to rte_mempool_create_empty().
799  *
800  * @param mp
801  *   Pointer to the memory pool.
802  * @param name
803  *   Name of the ops structure to use for this mempool.
804  * @param pool_config
805  *   Opaque data that can be passed by the application to the ops functions.
806  * @return
807  *   - 0: Success; the mempool is now using the requested ops functions.
808  *   - -EINVAL - Invalid ops struct name provided.
809  *   - -EEXIST - mempool already has an ops struct assigned.
810  */
811 int
812 rte_mempool_set_ops_byname(struct rte_mempool *mp, const char *name,
813                 void *pool_config);
814
815 /**
816  * Register mempool operations.
817  *
818  * @param ops
819  *   Pointer to an ops structure to register.
820  * @return
821  *   - >=0: Success; return the index of the ops struct in the table.
822  *   - -EINVAL - some missing callbacks while registering ops struct.
823  *   - -ENOSPC - the maximum number of ops structs has been reached.
824  */
825 int rte_mempool_register_ops(const struct rte_mempool_ops *ops);
826
827 /**
828  * Macro to statically register the ops of a mempool handler.
829  * Note that the rte_mempool_register_ops fails silently here when
830  * more than RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX is registered.
831  */
832 #define MEMPOOL_REGISTER_OPS(ops)                               \
833         RTE_INIT(mp_hdlr_init_##ops)                            \
834         {                                                       \
835                 rte_mempool_register_ops(&ops);                 \
836         }
837
838 /**
839  * An object callback function for mempool.
840  *
841  * Used by rte_mempool_create() and rte_mempool_obj_iter().
842  */
843 typedef void (rte_mempool_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
844                 void *opaque, void *obj, unsigned obj_idx);
845 typedef rte_mempool_obj_cb_t rte_mempool_obj_ctor_t; /* compat */
846
847 /**
848  * A memory callback function for mempool.
849  *
850  * Used by rte_mempool_mem_iter().
851  */
852 typedef void (rte_mempool_mem_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
853                 void *opaque, struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
854                 unsigned mem_idx);
855
856 /**
857  * A mempool constructor callback function.
858  *
859  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
860  * rte_mempool_create().
861  */
862 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
863
864 /**
865  * Create a new mempool named *name* in memory.
866  *
867  * This function uses ``rte_memzone_reserve()`` to allocate memory. The
868  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
869  *
870  * @param name
871  *   The name of the mempool.
872  * @param n
873  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
874  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
875  *   n = (2^q - 1).
876  * @param elt_size
877  *   The size of each element.
878  * @param cache_size
879  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
880  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
881  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
882  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE and n / 1.5. It is advised to choose
883  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
884  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
885  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
886  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
887  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
888  *   avoid losing objects in cache.
889  * @param private_data_size
890  *   The size of the private data appended after the mempool
891  *   structure. This is useful for storing some private data after the
892  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
893  * @param mp_init
894  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
895  *   before object initialization. The user can initialize the private
896  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
897  *   not needed.
898  * @param mp_init_arg
899  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
900  *   constructor function.
901  * @param obj_init
902  *   A function pointer that is called for each object at
903  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
904  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
905  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
906  *   the object pointer and the object number as parameters.
907  * @param obj_init_arg
908  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
909  *   each call to the object constructor function.
910  * @param socket_id
911  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
912  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
913  *   constraint for the reserved zone.
914  * @param flags
915  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
916  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
917  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
918  *     between objects depending on the hardware configuration. See
919  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
920  *     the allocator will just align them to a cache line.
921  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
922  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
923  *     padding will be present between objects. This flag implies
924  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
925  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
926  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
927  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
928  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
929  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
930  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
931  *   - MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG: If set, allocated objects won't
932  *     necessarily be contiguous in IO memory.
933  * @return
934  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
935  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
936  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
937  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
938  *    - EINVAL - cache size provided is too large
939  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
940  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
941  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
942  */
943 struct rte_mempool *
944 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
945                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
946                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
947                    rte_mempool_obj_cb_t *obj_init, void *obj_init_arg,
948                    int socket_id, unsigned flags);
949
950 /**
951  * Create an empty mempool
952  *
953  * The mempool is allocated and initialized, but it is not populated: no
954  * memory is allocated for the mempool elements. The user has to call
955  * rte_mempool_populate_*() to add memory chunks to the pool. Once
956  * populated, the user may also want to initialize each object with
957  * rte_mempool_obj_iter().
958  *
959  * @param name
960  *   The name of the mempool.
961  * @param n
962  *   The maximum number of elements that can be added in the mempool.
963  *   The optimum size (in terms of memory usage) for a mempool is when n
964  *   is a power of two minus one: n = (2^q - 1).
965  * @param elt_size
966  *   The size of each element.
967  * @param cache_size
968  *   Size of the cache. See rte_mempool_create() for details.
969  * @param private_data_size
970  *   The size of the private data appended after the mempool
971  *   structure. This is useful for storing some private data after the
972  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
973  * @param socket_id
974  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
975  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
976  *   constraint for the reserved zone.
977  * @param flags
978  *   Flags controlling the behavior of the mempool. See
979  *   rte_mempool_create() for details.
980  * @return
981  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
982  *   with rte_errno set appropriately. See rte_mempool_create() for details.
983  */
984 struct rte_mempool *
985 rte_mempool_create_empty(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
986         unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
987         int socket_id, unsigned flags);
988 /**
989  * Free a mempool
990  *
991  * Unlink the mempool from global list, free the memory chunks, and all
992  * memory referenced by the mempool. The objects must not be used by
993  * other cores as they will be freed.
994  *
995  * @param mp
996  *   A pointer to the mempool structure.
997  */
998 void
999 rte_mempool_free(struct rte_mempool *mp);
1000
1001 /**
1002  * Add physically contiguous memory for objects in the pool at init
1003  *
1004  * Add a virtually and physically contiguous memory chunk in the pool
1005  * where objects can be instantiated.
1006  *
1007  * If the given IO address is unknown (iova = RTE_BAD_IOVA),
1008  * the chunk doesn't need to be physically contiguous (only virtually),
1009  * and allocated objects may span two pages.
1010  *
1011  * @param mp
1012  *   A pointer to the mempool structure.
1013  * @param vaddr
1014  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
1015  * @param iova
1016  *   The IO address
1017  * @param len
1018  *   The length of memory in bytes.
1019  * @param free_cb
1020  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
1021  * @param opaque
1022  *   An opaque argument passed to free_cb.
1023  * @return
1024  *   The number of objects added on success.
1025  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1026  *   mempool and a negative errno is returned.
1027  */
1028 int rte_mempool_populate_iova(struct rte_mempool *mp, char *vaddr,
1029         rte_iova_t iova, size_t len, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
1030         void *opaque);
1031
1032 /**
1033  * Add virtually contiguous memory for objects in the pool at init
1034  *
1035  * Add a virtually contiguous memory chunk in the pool where objects can
1036  * be instantiated.
1037  *
1038  * @param mp
1039  *   A pointer to the mempool structure.
1040  * @param addr
1041  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
1042  * @param len
1043  *   The length of memory in bytes.
1044  * @param pg_sz
1045  *   The size of memory pages in this virtual area.
1046  * @param free_cb
1047  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
1048  * @param opaque
1049  *   An opaque argument passed to free_cb.
1050  * @return
1051  *   The number of objects added on success.
1052  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1053  *   mempool and a negative errno is returned.
1054  */
1055 int
1056 rte_mempool_populate_virt(struct rte_mempool *mp, char *addr,
1057         size_t len, size_t pg_sz, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
1058         void *opaque);
1059
1060 /**
1061  * Add memory for objects in the pool at init
1062  *
1063  * This is the default function used by rte_mempool_create() to populate
1064  * the mempool. It adds memory allocated using rte_memzone_reserve().
1065  *
1066  * @param mp
1067  *   A pointer to the mempool structure.
1068  * @return
1069  *   The number of objects added on success.
1070  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1071  *   mempool and a negative errno is returned.
1072  */
1073 int rte_mempool_populate_default(struct rte_mempool *mp);
1074
1075 /**
1076  * Add memory from anonymous mapping for objects in the pool at init
1077  *
1078  * This function mmap an anonymous memory zone that is locked in
1079  * memory to store the objects of the mempool.
1080  *
1081  * @param mp
1082  *   A pointer to the mempool structure.
1083  * @return
1084  *   The number of objects added on success.
1085  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1086  *   mempool and a negative errno is returned.
1087  */
1088 int rte_mempool_populate_anon(struct rte_mempool *mp);
1089
1090 /**
1091  * Call a function for each mempool element
1092  *
1093  * Iterate across all objects attached to a rte_mempool and call the
1094  * callback function on it.
1095  *
1096  * @param mp
1097  *   A pointer to an initialized mempool.
1098  * @param obj_cb
1099  *   A function pointer that is called for each object.
1100  * @param obj_cb_arg
1101  *   An opaque pointer passed to the callback function.
1102  * @return
1103  *   Number of objects iterated.
1104  */
1105 uint32_t rte_mempool_obj_iter(struct rte_mempool *mp,
1106         rte_mempool_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
1107
1108 /**
1109  * Call a function for each mempool memory chunk
1110  *
1111  * Iterate across all memory chunks attached to a rte_mempool and call
1112  * the callback function on it.
1113  *
1114  * @param mp
1115  *   A pointer to an initialized mempool.
1116  * @param mem_cb
1117  *   A function pointer that is called for each memory chunk.
1118  * @param mem_cb_arg
1119  *   An opaque pointer passed to the callback function.
1120  * @return
1121  *   Number of memory chunks iterated.
1122  */
1123 uint32_t rte_mempool_mem_iter(struct rte_mempool *mp,
1124         rte_mempool_mem_cb_t *mem_cb, void *mem_cb_arg);
1125
1126 /**
1127  * Dump the status of the mempool to a file.
1128  *
1129  * @param f
1130  *   A pointer to a file for output
1131  * @param mp
1132  *   A pointer to the mempool structure.
1133  */
1134 void rte_mempool_dump(FILE *f, struct rte_mempool *mp);
1135
1136 /**
1137  * Create a user-owned mempool cache.
1138  *
1139  * This can be used by non-EAL threads to enable caching when they
1140  * interact with a mempool.
1141  *
1142  * @param size
1143  *   The size of the mempool cache. See rte_mempool_create()'s cache_size
1144  *   parameter description for more information. The same limits and
1145  *   considerations apply here too.
1146  * @param socket_id
1147  *   The socket identifier in the case of NUMA. The value can be
1148  *   SOCKET_ID_ANY if there is no NUMA constraint for the reserved zone.
1149  */
1150 struct rte_mempool_cache *
1151 rte_mempool_cache_create(uint32_t size, int socket_id);
1152
1153 /**
1154  * Free a user-owned mempool cache.
1155  *
1156  * @param cache
1157  *   A pointer to the mempool cache.
1158  */
1159 void
1160 rte_mempool_cache_free(struct rte_mempool_cache *cache);
1161
1162 /**
1163  * Get a pointer to the per-lcore default mempool cache.
1164  *
1165  * @param mp
1166  *   A pointer to the mempool structure.
1167  * @param lcore_id
1168  *   The logical core id.
1169  * @return
1170  *   A pointer to the mempool cache or NULL if disabled or non-EAL thread.
1171  */
1172 static __rte_always_inline struct rte_mempool_cache *
1173 rte_mempool_default_cache(struct rte_mempool *mp, unsigned lcore_id)
1174 {
1175         if (mp->cache_size == 0)
1176                 return NULL;
1177
1178         if (lcore_id >= RTE_MAX_LCORE)
1179                 return NULL;
1180
1181         return &mp->local_cache[lcore_id];
1182 }
1183
1184 /**
1185  * Flush a user-owned mempool cache to the specified mempool.
1186  *
1187  * @param cache
1188  *   A pointer to the mempool cache.
1189  * @param mp
1190  *   A pointer to the mempool.
1191  */
1192 static __rte_always_inline void
1193 rte_mempool_cache_flush(struct rte_mempool_cache *cache,
1194                         struct rte_mempool *mp)
1195 {
1196         if (cache == NULL)
1197                 cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1198         if (cache == NULL || cache->len == 0)
1199                 return;
1200         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, cache->objs, cache->len);
1201         cache->len = 0;
1202 }
1203
1204 /**
1205  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
1206  * @param mp
1207  *   A pointer to the mempool structure.
1208  * @param obj_table
1209  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1210  * @param n
1211  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
1212  *   positive.
1213  * @param cache
1214  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1215  */
1216 static __rte_always_inline void
1217 __mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1218                       unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1219 {
1220         void **cache_objs;
1221
1222         /* increment stat now, adding in mempool always success */
1223         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
1224
1225         /* No cache provided or if put would overflow mem allocated for cache */
1226         if (unlikely(cache == NULL || n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
1227                 goto ring_enqueue;
1228
1229         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
1230
1231         /*
1232          * The cache follows the following algorithm
1233          *   1. Add the objects to the cache
1234          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
1235          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
1236          */
1237
1238         /* Add elements back into the cache */
1239         rte_memcpy(&cache_objs[0], obj_table, sizeof(void *) * n);
1240
1241         cache->len += n;
1242
1243         if (cache->len >= cache->flushthresh) {
1244                 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, &cache->objs[cache->size],
1245                                 cache->len - cache->size);
1246                 cache->len = cache->size;
1247         }
1248
1249         return;
1250
1251 ring_enqueue:
1252
1253         /* push remaining objects in ring */
1254 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
1255         if (rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n) < 0)
1256                 rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
1257 #else
1258         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n);
1259 #endif
1260 }
1261
1262
1263 /**
1264  * Put several objects back in the mempool.
1265  *
1266  * @param mp
1267  *   A pointer to the mempool structure.
1268  * @param obj_table
1269  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1270  * @param n
1271  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
1272  * @param cache
1273  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1274  */
1275 static __rte_always_inline void
1276 rte_mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1277                         unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1278 {
1279         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
1280         __mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1281 }
1282
1283 /**
1284  * Put several objects back in the mempool.
1285  *
1286  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1287  * version depending on the default behavior that was specified at
1288  * mempool creation time (see flags).
1289  *
1290  * @param mp
1291  *   A pointer to the mempool structure.
1292  * @param obj_table
1293  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1294  * @param n
1295  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
1296  */
1297 static __rte_always_inline void
1298 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1299                      unsigned int n)
1300 {
1301         struct rte_mempool_cache *cache;
1302         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1303         rte_mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1304 }
1305
1306 /**
1307  * Put one object back in the mempool.
1308  *
1309  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1310  * version depending on the default behavior that was specified at
1311  * mempool creation time (see flags).
1312  *
1313  * @param mp
1314  *   A pointer to the mempool structure.
1315  * @param obj
1316  *   A pointer to the object to be added.
1317  */
1318 static __rte_always_inline void
1319 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
1320 {
1321         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
1322 }
1323
1324 /**
1325  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
1326  * @param mp
1327  *   A pointer to the mempool structure.
1328  * @param obj_table
1329  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1330  * @param n
1331  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
1332  * @param cache
1333  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1334  * @return
1335  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
1336  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
1337  */
1338 static __rte_always_inline int
1339 __mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1340                       unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1341 {
1342         int ret;
1343         uint32_t index, len;
1344         void **cache_objs;
1345
1346         /* No cache provided or cannot be satisfied from cache */
1347         if (unlikely(cache == NULL || n >= cache->size))
1348                 goto ring_dequeue;
1349
1350         cache_objs = cache->objs;
1351
1352         /* Can this be satisfied from the cache? */
1353         if (cache->len < n) {
1354                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
1355                 uint32_t req = n + (cache->size - cache->len);
1356
1357                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
1358                 ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp,
1359                         &cache->objs[cache->len], req);
1360                 if (unlikely(ret < 0)) {
1361                         /*
1362                          * In the off chance that we are buffer constrained,
1363                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
1364                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
1365                          * buffers.
1366                          */
1367                         goto ring_dequeue;
1368                 }
1369
1370                 cache->len += req;
1371         }
1372
1373         /* Now fill in the response ... */
1374         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
1375                 *obj_table = cache_objs[len];
1376
1377         cache->len -= n;
1378
1379         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1380
1381         return 0;
1382
1383 ring_dequeue:
1384
1385         /* get remaining objects from ring */
1386         ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp, obj_table, n);
1387
1388         if (ret < 0)
1389                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1390         else
1391                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1392
1393         return ret;
1394 }
1395
1396 /**
1397  * Get several objects from the mempool.
1398  *
1399  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1400  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1401  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1402  * lcores are full.
1403  *
1404  * @param mp
1405  *   A pointer to the mempool structure.
1406  * @param obj_table
1407  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1408  * @param n
1409  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1410  * @param cache
1411  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1412  * @return
1413  *   - 0: Success; objects taken.
1414  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1415  */
1416 static __rte_always_inline int
1417 rte_mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1418                         unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1419 {
1420         int ret;
1421         ret = __mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1422         if (ret == 0)
1423                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 /**
1428  * Get several objects from the mempool.
1429  *
1430  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1431  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1432  * mempool creation time (see flags).
1433  *
1434  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1435  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1436  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1437  * lcores are full.
1438  *
1439  * @param mp
1440  *   A pointer to the mempool structure.
1441  * @param obj_table
1442  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1443  * @param n
1444  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1445  * @return
1446  *   - 0: Success; objects taken
1447  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1448  */
1449 static __rte_always_inline int
1450 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned int n)
1451 {
1452         struct rte_mempool_cache *cache;
1453         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1454         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1455 }
1456
1457 /**
1458  * Get one object from the mempool.
1459  *
1460  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1461  * version, depending on the default behavior that was specified at
1462  * mempool creation (see flags).
1463  *
1464  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1465  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1466  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1467  * lcores are full.
1468  *
1469  * @param mp
1470  *   A pointer to the mempool structure.
1471  * @param obj_p
1472  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1473  * @return
1474  *   - 0: Success; objects taken.
1475  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1476  */
1477 static __rte_always_inline int
1478 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1479 {
1480         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1481 }
1482
1483 /**
1484  * @warning
1485  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
1486  *
1487  * Get a contiguous blocks of objects from the mempool.
1488  *
1489  * If cache is enabled, consider to flush it first, to reuse objects
1490  * as soon as possible.
1491  *
1492  * The application should check that the driver supports the operation
1493  * by calling rte_mempool_ops_get_info() and checking that `contig_block_size`
1494  * is not zero.
1495  *
1496  * @param mp
1497  *   A pointer to the mempool structure.
1498  * @param first_obj_table
1499  *   A pointer to a pointer to the first object in each block.
1500  * @param n
1501  *   The number of blocks to get from mempool.
1502  * @return
1503  *   - 0: Success; blocks taken.
1504  *   - -ENOBUFS: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1505  *   - -EOPNOTSUPP: The mempool driver does not support block dequeue
1506  */
1507 static __rte_always_inline int
1508 __rte_experimental
1509 rte_mempool_get_contig_blocks(struct rte_mempool *mp,
1510                               void **first_obj_table, unsigned int n)
1511 {
1512         int ret;
1513
1514         ret = rte_mempool_ops_dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
1515         if (ret == 0) {
1516                 __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1517                 __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table, n,
1518                                                       1);
1519         } else {
1520                 __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1521         }
1522
1523         return ret;
1524 }
1525
1526 /**
1527  * Return the number of entries in the mempool.
1528  *
1529  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1530  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1531  * debug purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1532  *
1533  * @param mp
1534  *   A pointer to the mempool structure.
1535  * @return
1536  *   The number of entries in the mempool.
1537  */
1538 unsigned int rte_mempool_avail_count(const struct rte_mempool *mp);
1539
1540 /**
1541  * Return the number of elements which have been allocated from the mempool
1542  *
1543  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1544  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1545  * debug purposes.
1546  *
1547  * @param mp
1548  *   A pointer to the mempool structure.
1549  * @return
1550  *   The number of free entries in the mempool.
1551  */
1552 unsigned int
1553 rte_mempool_in_use_count(const struct rte_mempool *mp);
1554
1555 /**
1556  * Test if the mempool is full.
1557  *
1558  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1559  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1560  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1561  *
1562  * @param mp
1563  *   A pointer to the mempool structure.
1564  * @return
1565  *   - 1: The mempool is full.
1566  *   - 0: The mempool is not full.
1567  */
1568 static inline int
1569 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1570 {
1571         return !!(rte_mempool_avail_count(mp) == mp->size);
1572 }
1573
1574 /**
1575  * Test if the mempool is empty.
1576  *
1577  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1578  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1579  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1580  *
1581  * @param mp
1582  *   A pointer to the mempool structure.
1583  * @return
1584  *   - 1: The mempool is empty.
1585  *   - 0: The mempool is not empty.
1586  */
1587 static inline int
1588 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1589 {
1590         return !!(rte_mempool_avail_count(mp) == 0);
1591 }
1592
1593 /**
1594  * Return the IO address of elt, which is an element of the pool mp.
1595  *
1596  * @param elt
1597  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1598  * @return
1599  *   The IO address of the elt element.
1600  *   If the mempool was created with MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG, the
1601  *   returned value is RTE_BAD_IOVA.
1602  */
1603 static inline rte_iova_t
1604 rte_mempool_virt2iova(const void *elt)
1605 {
1606         const struct rte_mempool_objhdr *hdr;
1607         hdr = (const struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(elt,
1608                 sizeof(*hdr));
1609         return hdr->iova;
1610 }
1611
1612 /**
1613  * Check the consistency of mempool objects.
1614  *
1615  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1616  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1617  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1618  *
1619  * @param mp
1620  *   A pointer to the mempool structure.
1621  */
1622 void rte_mempool_audit(struct rte_mempool *mp);
1623
1624 /**
1625  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1626  *
1627  * @param mp
1628  *   A pointer to the mempool structure.
1629  * @return
1630  *   A pointer to the private data.
1631  */
1632 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1633 {
1634         return (char *)mp +
1635                 MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->cache_size);
1636 }
1637
1638 /**
1639  * Dump the status of all mempools on the console
1640  *
1641  * @param f
1642  *   A pointer to a file for output
1643  */
1644 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1645
1646 /**
1647  * Search a mempool from its name
1648  *
1649  * @param name
1650  *   The name of the mempool.
1651  * @return
1652  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1653  *   NULL on error
1654  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1655  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1656  *
1657  */
1658 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1659
1660 /**
1661  * Get the header, trailer and total size of a mempool element.
1662  *
1663  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1664  * calculates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1665  *
1666  * @param elt_size
1667  *   The size of each element, without header and trailer.
1668  * @param flags
1669  *   The flags used for the mempool creation.
1670  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1671  *   The size of each element.
1672  * @param sz
1673  *   The calculated detailed size the mempool object. May be NULL.
1674  * @return
1675  *   Total size of the mempool object.
1676  */
1677 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1678         struct rte_mempool_objsz *sz);
1679
1680 /**
1681  * Walk list of all memory pools
1682  *
1683  * @param func
1684  *   Iterator function
1685  * @param arg
1686  *   Argument passed to iterator
1687  */
1688 void rte_mempool_walk(void (*func)(struct rte_mempool *, void *arg),
1689                       void *arg);
1690
1691 /**
1692  * @warning
1693  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
1694  *
1695  * @internal Get page size used for mempool object allocation.
1696  * This function is internal to mempool library and mempool drivers.
1697  */
1698 __rte_experimental
1699 int
1700 rte_mempool_get_page_size(struct rte_mempool *mp, size_t *pg_sz);
1701
1702 #ifdef __cplusplus
1703 }
1704 #endif
1705
1706 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */