ded144a852c0b4f5dec2bd91c33cb30ba49b091f
[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 <stdlib.h>
63 #include <stdint.h>
64 #include <errno.h>
65 #include <inttypes.h>
66 #include <sys/queue.h>
67
68 #include <rte_log.h>
69 #include <rte_debug.h>
70 #include <rte_lcore.h>
71 #include <rte_memory.h>
72 #include <rte_branch_prediction.h>
73 #include <rte_ring.h>
74
75 #ifdef __cplusplus
76 extern "C" {
77 #endif
78
79 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
80 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
81 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
82
83 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
84 /**
85  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
86  */
87 struct rte_mempool_debug_stats {
88         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
89         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
90         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
91         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
92         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
93         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
94 } __rte_cache_aligned;
95 #endif
96
97 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
98 /**
99  * A structure that stores a per-core object cache.
100  */
101 struct rte_mempool_cache {
102         unsigned len; /**< Cache len */
103         /*
104          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
105          * cases to avoid needless emptying of cache.
106          */
107         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
108 } __rte_cache_aligned;
109 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
110
111 struct rte_mempool_objsz {
112         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
113         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
114         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
115         uint32_t total_size;
116         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
117 };
118
119 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE 32 /**< Maximum length of a memory pool. */
120 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
121
122 /* "MP_<name>" */
123 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
124
125 #ifdef RTE_LIBRTE_XEN_DOM0
126
127 /* "<name>_MP_elt" */
128 #define RTE_MEMPOOL_OBJ_NAME    "%s_" RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "elt"
129
130 #else
131
132 #define RTE_MEMPOOL_OBJ_NAME    RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT
133
134 #endif /* RTE_LIBRTE_XEN_DOM0 */
135
136 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
137
138 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
139 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
140
141 /**
142  * The RTE mempool structure.
143  */
144 struct rte_mempool {
145         TAILQ_ENTRY(rte_mempool) next;   /**< Next in list. */
146
147         char name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
148         struct rte_ring *ring;           /**< Ring to store objects. */
149         phys_addr_t phys_addr;           /**< Phys. addr. of mempool struct. */
150         int flags;                       /**< Flags of the mempool. */
151         uint32_t size;                   /**< Size of the mempool. */
152         uint32_t cache_size;             /**< Size of per-lcore local cache. */
153         uint32_t cache_flushthresh;
154         /**< Threshold before we flush excess elements. */
155
156         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
157         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
158         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
159
160         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
161
162 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
163         /** Per-lcore local cache. */
164         struct rte_mempool_cache local_cache[RTE_MAX_LCORE];
165 #endif
166
167 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
168         /** Per-lcore statistics. */
169         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
170 #endif
171
172         /* Address translation support, starts from next cache line. */
173
174         /** Number of elements in the elt_pa array. */
175         uint32_t    pg_num __rte_cache_aligned;
176         uint32_t    pg_shift;     /**< LOG2 of the physical pages. */
177         uintptr_t   pg_mask;      /**< physical page mask value. */
178         uintptr_t   elt_va_start;
179         /**< Virtual address of the first mempool object. */
180         uintptr_t   elt_va_end;
181         /**< Virtual address of the <size + 1> mempool object. */
182         phys_addr_t elt_pa[MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT];
183         /**< Array of physical pages addresses for the mempool objects buffer. */
184
185 }  __rte_cache_aligned;
186
187 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001 /**< Do not spread in memory. */
188 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
189 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
190 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
191
192 /**
193  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
194  * @param mp
195  *   Pointer to the memory pool.
196  * @param name
197  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
198  * @param n
199  *   Number to add to the object-oriented statistics.
200  */
201 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
202 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
203                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
204                 mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n;         \
205                 mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1;         \
206         } while(0)
207 #else
208 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
209 #endif
210
211 /**
212  * Calculates size of the mempool header.
213  * @param mp
214  *   Pointer to the memory pool.
215  * @param pgn 
216  *   Number of page used to store mempool objects.
217  */
218 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, pgn)    (sizeof(*(mp)) + \
219         RTE_ALIGN_CEIL(((pgn) - RTE_DIM((mp)->elt_pa)) * \
220         sizeof ((mp)->elt_pa[0]), CACHE_LINE_SIZE))
221
222 /**
223  * Returns TRUE if whole mempool is allocated in one contiguous block of memory.
224  */
225 #define MEMPOOL_IS_CONTIG(mp)                      \
226         ((mp)->pg_num == MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT && \
227         (mp)->phys_addr == (mp)->elt_pa[0])
228
229 /**
230  * @internal Get a pointer to a mempool pointer in the object header.
231  * @param obj
232  *   Pointer to object.
233  * @return
234  *   The pointer to the mempool from which the object was allocated.
235  */
236 static inline struct rte_mempool **__mempool_from_obj(void *obj)
237 {
238         struct rte_mempool **mpp;
239         unsigned off;
240
241         off = sizeof(struct rte_mempool *);
242 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
243         off += sizeof(uint64_t);
244 #endif
245         mpp = (struct rte_mempool **)((char *)obj - off);
246         return mpp;
247 }
248
249 /**
250  * Return a pointer to the mempool owning this object.
251  *
252  * @param obj
253  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
254  *   the behavior is undefined.
255  * @return
256  *   A pointer to the mempool structure.
257  */
258 static inline const struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
259 {
260         struct rte_mempool * const *mpp;
261         mpp = __mempool_from_obj(obj);
262         return *mpp;
263 }
264
265 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
266 /* get header cookie value */
267 static inline uint64_t __mempool_read_header_cookie(const void *obj)
268 {
269         return *(const uint64_t *)((const char *)obj - sizeof(uint64_t));
270 }
271
272 /* get trailer cookie value */
273 static inline uint64_t __mempool_read_trailer_cookie(void *obj)
274 {
275         struct rte_mempool **mpp = __mempool_from_obj(obj);
276         return *(uint64_t *)((char *)obj + (*mpp)->elt_size);
277 }
278
279 /* write header cookie value */
280 static inline void __mempool_write_header_cookie(void *obj, int free)
281 {
282         uint64_t *cookie_p;
283         cookie_p = (uint64_t *)((char *)obj - sizeof(uint64_t));
284         if (free == 0)
285                 *cookie_p = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1;
286         else
287                 *cookie_p = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2;
288
289 }
290
291 /* write trailer cookie value */
292 static inline void __mempool_write_trailer_cookie(void *obj)
293 {
294         uint64_t *cookie_p;
295         struct rte_mempool **mpp = __mempool_from_obj(obj);
296         cookie_p = (uint64_t *)((char *)obj + (*mpp)->elt_size);
297         *cookie_p = RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE;
298 }
299 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
300
301 /**
302  * @internal Check and update cookies or panic.
303  *
304  * @param mp
305  *   Pointer to the memory pool.
306  * @param obj_table_const
307  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
308  * @param n
309  *   Index of object in object table.
310  * @param free
311  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
312  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
313  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
314  */
315 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
316 #ifndef __INTEL_COMPILER
317 #pragma GCC push_options
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, 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, 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, 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, mp, cookie);
379                         rte_panic("MEMPOOL: bad trailer cookie\n");
380                 }
381         }
382 }
383 #ifndef __INTEL_COMPILER
384 #pragma GCC pop_options
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 mp
737  *   A pointer to the mempool structure.
738  */
739 void rte_mempool_dump(const struct rte_mempool *mp);
740
741 /**
742  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
743  * @param mp
744  *   A pointer to the mempool structure.
745  * @param obj_table
746  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
747  * @param n
748  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
749  *   positive.
750  * @param is_mp
751  *   Mono-producer (0) or multi-producers (1).
752  */
753 static inline void __attribute__((always_inline))
754 __mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
755                     unsigned n, int is_mp)
756 {
757 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
758         struct rte_mempool_cache *cache;
759         uint32_t index;
760         void **cache_objs;
761         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
762         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
763         uint32_t flushthresh = mp->cache_flushthresh;
764 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
765
766         /* increment stat now, adding in mempool always success */
767         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
768
769 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
770         /* cache is not enabled or single producer */
771         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mp == 0))
772                 goto ring_enqueue;
773
774         /* Go straight to ring if put would overflow mem allocated for cache */
775         if (unlikely(n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
776                 goto ring_enqueue;
777
778         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
779         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
780
781         /*
782          * The cache follows the following algorithm
783          *   1. Add the objects to the cache
784          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
785          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
786          */
787
788         /* Add elements back into the cache */
789         for (index = 0; index < n; ++index, obj_table++)
790                 cache_objs[index] = *obj_table;
791
792         cache->len += n;
793
794         if (cache->len >= flushthresh) {
795                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache_size],
796                                 cache->len - cache_size);
797                 cache->len = cache_size;
798         }
799
800         return;
801
802 ring_enqueue:
803 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
804
805         /* push remaining objects in ring */
806 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
807         if (is_mp) {
808                 if (rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
809                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
810         }
811         else {
812                 if (rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
813                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
814         }
815 #else
816         if (is_mp)
817                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
818         else
819                 rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
820 #endif
821 }
822
823
824 /**
825  * Put several objects back in the mempool (multi-producers safe).
826  *
827  * @param mp
828  *   A pointer to the mempool structure.
829  * @param obj_table
830  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
831  * @param n
832  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
833  */
834 static inline void __attribute__((always_inline))
835 rte_mempool_mp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
836                         unsigned n)
837 {
838         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
839         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 1);
840 }
841
842 /**
843  * Put several objects back in the mempool (NOT multi-producers safe).
844  *
845  * @param mp
846  *   A pointer to the mempool structure.
847  * @param obj_table
848  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
849  * @param n
850  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
851  */
852 static inline void
853 rte_mempool_sp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
854                         unsigned n)
855 {
856         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
857         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 0);
858 }
859
860 /**
861  * Put several objects back in the mempool.
862  *
863  * This function calls the multi-producer or the single-producer
864  * version depending on the default behavior that was specified at
865  * mempool creation time (see flags).
866  *
867  * @param mp
868  *   A pointer to the mempool structure.
869  * @param obj_table
870  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
871  * @param n
872  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
873  */
874 static inline void __attribute__((always_inline))
875 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
876                      unsigned n)
877 {
878         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
879         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, !(mp->flags & MEMPOOL_F_SP_PUT));
880 }
881
882 /**
883  * Put one object in the mempool (multi-producers safe).
884  *
885  * @param mp
886  *   A pointer to the mempool structure.
887  * @param obj
888  *   A pointer to the object to be added.
889  */
890 static inline void __attribute__((always_inline))
891 rte_mempool_mp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
892 {
893         rte_mempool_mp_put_bulk(mp, &obj, 1);
894 }
895
896 /**
897  * Put one object back in the mempool (NOT multi-producers safe).
898  *
899  * @param mp
900  *   A pointer to the mempool structure.
901  * @param obj
902  *   A pointer to the object to be added.
903  */
904 static inline void __attribute__((always_inline))
905 rte_mempool_sp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
906 {
907         rte_mempool_sp_put_bulk(mp, &obj, 1);
908 }
909
910 /**
911  * Put one object back in the mempool.
912  *
913  * This function calls the multi-producer or the single-producer
914  * version depending on the default behavior that was specified at
915  * mempool creation time (see flags).
916  *
917  * @param mp
918  *   A pointer to the mempool structure.
919  * @param obj
920  *   A pointer to the object to be added.
921  */
922 static inline void __attribute__((always_inline))
923 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
924 {
925         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
926 }
927
928 /**
929  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
930  * @param mp
931  *   A pointer to the mempool structure.
932  * @param obj_table
933  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
934  * @param n
935  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
936  * @param is_mc
937  *   Mono-consumer (0) or multi-consumers (1).
938  * @return
939  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
940  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
941  */
942 static inline int __attribute__((always_inline))
943 __mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
944                    unsigned n, int is_mc)
945 {
946         int ret;
947 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
948         unsigned n_orig = n;
949 #endif
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 || n >= cache_size))
959                 goto ring_dequeue;
960
961         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
962         cache_objs = cache->objs;
963
964         /* Can this be satisfied from the cache? */
965         if (cache->len < n) {
966                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
967                 uint32_t req = n + (cache_size - cache->len);
968
969                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
970                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache->len], req);
971                 if (unlikely(ret < 0)) {
972                         /*
973                          * In the offchance that we are buffer constrained,
974                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
975                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
976                          * buffers.
977                          */
978                         goto ring_dequeue;
979                 }
980
981                 cache->len += req;
982         }
983
984         /* Now fill in the response ... */
985         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
986                 *obj_table = cache_objs[len];
987
988         cache->len -= n;
989
990         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n_orig);
991
992         return 0;
993
994 ring_dequeue:
995 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
996
997         /* get remaining objects from ring */
998         if (is_mc)
999                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
1000         else
1001                 ret = rte_ring_sc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
1002
1003         if (ret < 0)
1004                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n_orig);
1005         else
1006                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n_orig);
1007
1008         return ret;
1009 }
1010
1011 /**
1012  * Get several objects from the mempool (multi-consumers safe).
1013  *
1014  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1015  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1016  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1017  * lcores are full.
1018  *
1019  * @param mp
1020  *   A pointer to the mempool structure.
1021  * @param obj_table
1022  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1023  * @param n
1024  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1025  * @return
1026  *   - 0: Success; objects taken.
1027  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1028  */
1029 static inline int __attribute__((always_inline))
1030 rte_mempool_mc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1031 {
1032         int ret;
1033         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 1);
1034         if (ret == 0)
1035                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1036         return ret;
1037 }
1038
1039 /**
1040  * Get several objects from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1041  *
1042  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1043  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1044  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1045  * lcores are full.
1046  *
1047  * @param mp
1048  *   A pointer to the mempool structure.
1049  * @param obj_table
1050  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1051  * @param n
1052  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1053  * @return
1054  *   - 0: Success; objects taken.
1055  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is
1056  *     retrieved.
1057  */
1058 static inline int __attribute__((always_inline))
1059 rte_mempool_sc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1060 {
1061         int ret;
1062         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 0);
1063         if (ret == 0)
1064                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1065         return ret;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * Get several objects from the mempool.
1070  *
1071  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1072  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1073  * mempool creation time (see flags).
1074  *
1075  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1076  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1077  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1078  * lcores are full.
1079  *
1080  * @param mp
1081  *   A pointer to the mempool structure.
1082  * @param obj_table
1083  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1084  * @param n
1085  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1086  * @return
1087  *   - 0: Success; objects taken
1088  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1089  */
1090 static inline int __attribute__((always_inline))
1091 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1092 {
1093         int ret;
1094         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n,
1095                                  !(mp->flags & MEMPOOL_F_SC_GET));
1096         if (ret == 0)
1097                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1098         return ret;
1099 }
1100
1101 /**
1102  * Get one object from the mempool (multi-consumers safe).
1103  *
1104  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1105  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1106  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1107  * lcores are full.
1108  *
1109  * @param mp
1110  *   A pointer to the mempool structure.
1111  * @param obj_p
1112  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1113  * @return
1114  *   - 0: Success; objects taken.
1115  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1116  */
1117 static inline int __attribute__((always_inline))
1118 rte_mempool_mc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1119 {
1120         return rte_mempool_mc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1121 }
1122
1123 /**
1124  * Get one object from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1125  *
1126  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1127  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1128  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1129  * lcores are full.
1130  *
1131  * @param mp
1132  *   A pointer to the mempool structure.
1133  * @param obj_p
1134  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1135  * @return
1136  *   - 0: Success; objects taken.
1137  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1138  */
1139 static inline int __attribute__((always_inline))
1140 rte_mempool_sc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1141 {
1142         return rte_mempool_sc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1143 }
1144
1145 /**
1146  * Get one object from the mempool.
1147  *
1148  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1149  * version, depending on the default behavior that was specified at
1150  * mempool creation (see flags).
1151  *
1152  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1153  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1154  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1155  * lcores are full.
1156  *
1157  * @param mp
1158  *   A pointer to the mempool structure.
1159  * @param obj_p
1160  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1161  * @return
1162  *   - 0: Success; objects taken.
1163  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1164  */
1165 static inline int __attribute__((always_inline))
1166 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1167 {
1168         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1169 }
1170
1171 /**
1172  * Return the number of entries in the mempool.
1173  *
1174  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1175  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1176  * debug purposes.
1177  *
1178  * @param mp
1179  *   A pointer to the mempool structure.
1180  * @return
1181  *   The number of entries in the mempool.
1182  */
1183 unsigned rte_mempool_count(const struct rte_mempool *mp);
1184
1185 /**
1186  * Return the number of free entries in the mempool ring.
1187  * i.e. how many entries can be freed back to the mempool.
1188  *
1189  * NOTE: This corresponds to the number of elements *allocated* from the
1190  * memory pool, not the number of elements in the pool itself. To count
1191  * the number elements currently available in the pool, use "rte_mempool_count"
1192  *
1193  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1194  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1195  * debug purposes.
1196  *
1197  * @param mp
1198  *   A pointer to the mempool structure.
1199  * @return
1200  *   The number of free entries in the mempool.
1201  */
1202 static inline unsigned
1203 rte_mempool_free_count(const struct rte_mempool *mp)
1204 {
1205         return mp->size - rte_mempool_count(mp);
1206 }
1207
1208 /**
1209  * Test if the mempool is full.
1210  *
1211  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1212  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1213  * purposes.
1214  *
1215  * @param mp
1216  *   A pointer to the mempool structure.
1217  * @return
1218  *   - 1: The mempool is full.
1219  *   - 0: The mempool is not full.
1220  */
1221 static inline int
1222 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1223 {
1224         return !!(rte_mempool_count(mp) == mp->size);
1225 }
1226
1227 /**
1228  * Test if the mempool is empty.
1229  *
1230  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1231  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1232  * purposes.
1233  *
1234  * @param mp
1235  *   A pointer to the mempool structure.
1236  * @return
1237  *   - 1: The mempool is empty.
1238  *   - 0: The mempool is not empty.
1239  */
1240 static inline int
1241 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1242 {
1243         return !!(rte_mempool_count(mp) == 0);
1244 }
1245
1246 /**
1247  * Return the physical address of elt, which is an element of the pool mp.
1248  *
1249  * @param mp
1250  *   A pointer to the mempool structure.
1251  * @param elt
1252  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1253  * @return
1254  *   The physical address of the elt element.
1255  */
1256 static inline phys_addr_t
1257 rte_mempool_virt2phy(const struct rte_mempool *mp, const void *elt)
1258 {
1259         if (rte_eal_has_hugepages()) {
1260                 uintptr_t off;
1261
1262                 off = (const char *)elt - (const char *)mp->elt_va_start;
1263                 return (mp->elt_pa[off >> mp->pg_shift] + (off & mp->pg_mask));
1264         } else {
1265                 /*
1266                  * If huge pages are disabled, we cannot assume the
1267                  * memory region to be physically contiguous.
1268                  * Lookup for each element.
1269                  */
1270                 return rte_mem_virt2phy(elt);
1271         }
1272 }
1273
1274 /**
1275  * Check the consistency of mempool objects.
1276  *
1277  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1278  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1279  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1280  *
1281  * @param mp
1282  *   A pointer to the mempool structure.
1283  */
1284 void rte_mempool_audit(const struct rte_mempool *mp);
1285
1286 /**
1287  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1288  *
1289  * @param mp
1290  *   A pointer to the mempool structure.
1291  * @return
1292  *   A pointer to the private data.
1293  */
1294 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1295 {
1296         return (char *)mp + MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->pg_num);
1297 }
1298
1299 /**
1300  * Dump the status of all mempools on the console
1301  */
1302 void rte_mempool_list_dump(void);
1303
1304 /**
1305  * Search a mempool from its name
1306  *
1307  * @param name
1308  *   The name of the mempool.
1309  * @return
1310  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1311  *   NULL on error
1312  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1313  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1314  *
1315  */
1316 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1317
1318 /**
1319  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1320  * caluclates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1321  * @param elt_size
1322  *   The size of each element.
1323  * @param flags
1324  *   The flags used for the mempool creation.
1325  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1326  *   The size of each element.
1327  * @return
1328  *   Total size of the mempool object.
1329  */
1330 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1331         struct rte_mempool_objsz *sz);
1332
1333 /**
1334  * Calculate maximum amount of memory required to store given number of objects.
1335  * Assumes that the memory buffer will be aligned at page boundary.
1336  * Note, that if object size is bigger then page size, then it assumes that
1337  * we have a subsets of physically continuous  pages big enough to store
1338  * at least one object.
1339  * @param elt_num
1340  *   Number of elements.
1341  * @param elt_sz
1342  *   The size of each element.
1343  * @param pg_shift
1344  *   LOG2 of the physical pages size.
1345  * @return
1346  *   Required memory size aligned at page boundary.
1347  */
1348 size_t rte_mempool_xmem_size(uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1349         uint32_t pg_shift);
1350
1351 /**
1352  * Calculate how much memory would be actually required with the given
1353  * memory footprint to store required number of objects.
1354  * @param vaddr
1355  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
1356  *   Will be used to store mempool objects.
1357  * @param elt_num
1358  *   Number of elements.
1359  * @param elt_sz
1360  *   The size of each element.
1361  * @param paddr
1362  *   Array of phyiscall addresses of the pages that comprises given memory
1363  *   buffer.
1364  * @param pg_num
1365  *   Number of elements in the paddr array.
1366  * @param pg_shift
1367  *   LOG2 of the physical pages size.
1368  * @return
1369  *   Number of bytes needed to store given number of objects,
1370  *   aligned to the given page size.
1371  *   If provided memory buffer is not big enough:
1372  *   (-1) * actual number of elemnts that can be stored in that buffer.
1373  */
1374 ssize_t rte_mempool_xmem_usage(void *vaddr, uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1375         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
1376
1377 #ifdef __cplusplus
1378 }
1379 #endif
1380
1381 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */