mempool: fix trailer address
[dpdk.git] / lib / librte_mempool / rte_mempool.h
1 /*-
2  *   BSD LICENSE
3  *
4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
5  *   All rights reserved.
6  *
7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
9  *   are met:
10  *
11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *       the documentation and/or other materials provided with the
16  *       distribution.
17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *       from this software without specific prior written permission.
20  *
21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 #ifndef _RTE_MEMPOOL_H_
35 #define _RTE_MEMPOOL_H_
36
37 /**
38  * @file
39  * RTE Mempool.
40  *
41  * A memory pool is an allocator of fixed-size object. It is
42  * identified by its name, and uses a ring to store free objects. It
43  * provides some other optional services, like a per-core object
44  * cache, and an alignment helper to ensure that objects are padded
45  * to spread them equally on all RAM channels, ranks, and so on.
46  *
47  * Objects owned by a mempool should never be added in another
48  * mempool. When an object is freed using rte_mempool_put() or
49  * equivalent, the object data is not modified; the user can save some
50  * meta-data in the object data and retrieve them when allocating a
51  * new object.
52  *
53  * Note: the mempool implementation is not preemptable. A lcore must
54  * not be interrupted by another task that uses the same mempool
55  * (because it uses a ring which is not preemptable). Also, mempool
56  * functions must not be used outside the DPDK environment: for
57  * example, in linuxapp environment, a thread that is not created by
58  * the EAL must not use mempools. This is due to the per-lcore cache
59  * that won't work as rte_lcore_id() will not return a correct value.
60  */
61
62 #include <stdio.h>
63 #include <stdlib.h>
64 #include <stdint.h>
65 #include <errno.h>
66 #include <inttypes.h>
67 #include <sys/queue.h>
68
69 #include <rte_log.h>
70 #include <rte_debug.h>
71 #include <rte_lcore.h>
72 #include <rte_memory.h>
73 #include <rte_branch_prediction.h>
74 #include <rte_ring.h>
75
76 #ifdef __cplusplus
77 extern "C" {
78 #endif
79
80 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
81 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
82 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
83
84 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
85 /**
86  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
87  */
88 struct rte_mempool_debug_stats {
89         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
90         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
91         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
92         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
93         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
94         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
95 } __rte_cache_aligned;
96 #endif
97
98 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
99 /**
100  * A structure that stores a per-core object cache.
101  */
102 struct rte_mempool_cache {
103         unsigned len; /**< Cache len */
104         /*
105          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
106          * cases to avoid needless emptying of cache.
107          */
108         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
109 } __rte_cache_aligned;
110 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
111
112 /**
113  * A structure that stores the size of mempool elements.
114  */
115 struct rte_mempool_objsz {
116         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
117         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
118         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
119         uint32_t total_size;
120         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
121 };
122
123 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE 32 /**< Maximum length of a memory pool. */
124 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
125
126 /* "MP_<name>" */
127 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
128
129 #ifdef RTE_LIBRTE_XEN_DOM0
130
131 /* "<name>_MP_elt" */
132 #define RTE_MEMPOOL_OBJ_NAME    "%s_" RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "elt"
133
134 #else
135
136 #define RTE_MEMPOOL_OBJ_NAME    RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT
137
138 #endif /* RTE_LIBRTE_XEN_DOM0 */
139
140 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
141
142 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
143 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
144
145 #ifndef RTE_MEMPOOL_ALIGN
146 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN       RTE_CACHE_LINE_SIZE
147 #endif
148
149 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN_MASK  (RTE_MEMPOOL_ALIGN - 1)
150
151 /**
152  * Mempool object header structure
153  *
154  * Each object stored in mempools are prefixed by this header structure,
155  * it allows to retrieve the mempool pointer from the object. When debug
156  * is enabled, a cookie is also added in this structure preventing
157  * corruptions and double-frees.
158  */
159 struct rte_mempool_objhdr {
160         struct rte_mempool *mp;          /**< The mempool owning the object. */
161 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
162         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
163 #endif
164 };
165
166 /**
167  * Mempool object trailer structure
168  *
169  * In debug mode, each object stored in mempools are suffixed by this
170  * trailer structure containing a cookie preventing memory corruptions.
171  */
172 struct rte_mempool_objtlr {
173 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
174         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
175 #endif
176 };
177
178 /**
179  * The RTE mempool structure.
180  */
181 struct rte_mempool {
182         char name[RTE_MEMPOOL_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
183         struct rte_ring *ring;           /**< Ring to store objects. */
184         phys_addr_t phys_addr;           /**< Phys. addr. of mempool struct. */
185         int flags;                       /**< Flags of the mempool. */
186         uint32_t size;                   /**< Size of the mempool. */
187         uint32_t cache_size;             /**< Size of per-lcore local cache. */
188         uint32_t cache_flushthresh;
189         /**< Threshold before we flush excess elements. */
190
191         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
192         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
193         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
194
195         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
196
197 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
198         /** Per-lcore local cache. */
199         struct rte_mempool_cache local_cache[RTE_MAX_LCORE];
200 #endif
201
202 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
203         /** Per-lcore statistics. */
204         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
205 #endif
206
207         /* Address translation support, starts from next cache line. */
208
209         /** Number of elements in the elt_pa array. */
210         uint32_t    pg_num __rte_cache_aligned;
211         uint32_t    pg_shift;     /**< LOG2 of the physical pages. */
212         uintptr_t   pg_mask;      /**< physical page mask value. */
213         uintptr_t   elt_va_start;
214         /**< Virtual address of the first mempool object. */
215         uintptr_t   elt_va_end;
216         /**< Virtual address of the <size + 1> mempool object. */
217         phys_addr_t elt_pa[MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT];
218         /**< Array of physical page addresses for the mempool objects buffer. */
219
220 }  __rte_cache_aligned;
221
222 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001 /**< Do not spread in memory. */
223 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
224 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
225 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
226
227 /**
228  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
229  *
230  * @param mp
231  *   Pointer to the memory pool.
232  * @param name
233  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
234  * @param n
235  *   Number to add to the object-oriented statistics.
236  */
237 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
238 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
239                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
240                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
241                         mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n; \
242                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
243                 }                                               \
244         } while(0)
245 #else
246 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
247 #endif
248
249 /**
250  * Calculate the size of the mempool header.
251  *
252  * @param mp
253  *   Pointer to the memory pool.
254  * @param pgn
255  *   Number of pages used to store mempool objects.
256  */
257 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, pgn)    (sizeof(*(mp)) + \
258         RTE_ALIGN_CEIL(((pgn) - RTE_DIM((mp)->elt_pa)) * \
259         sizeof ((mp)->elt_pa[0]), RTE_CACHE_LINE_SIZE))
260
261 /**
262  * Return true if the whole mempool is in contiguous memory.
263  */
264 #define MEMPOOL_IS_CONTIG(mp)                      \
265         ((mp)->pg_num == MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT && \
266         (mp)->phys_addr == (mp)->elt_pa[0])
267
268 /* return the header of a mempool object (internal) */
269 static inline struct rte_mempool_objhdr *__mempool_get_header(void *obj)
270 {
271         return RTE_PTR_SUB(obj, sizeof(struct rte_mempool_objhdr));
272 }
273
274 /**
275  * Return a pointer to the mempool owning this object.
276  *
277  * @param obj
278  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
279  *   the behavior is undefined.
280  * @return
281  *   A pointer to the mempool structure.
282  */
283 static inline struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
284 {
285         struct rte_mempool_objhdr *hdr = __mempool_get_header(obj);
286         return hdr->mp;
287 }
288
289 /* return the trailer of a mempool object (internal) */
290 static inline struct rte_mempool_objtlr *__mempool_get_trailer(void *obj)
291 {
292         struct rte_mempool *mp = rte_mempool_from_obj(obj);
293         return RTE_PTR_ADD(obj, mp->elt_size);
294 }
295
296 /**
297  * @internal Check and update cookies or panic.
298  *
299  * @param mp
300  *   Pointer to the memory pool.
301  * @param obj_table_const
302  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
303  * @param n
304  *   Index of object in object table.
305  * @param free
306  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
307  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
308  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
309  */
310 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
311 #ifndef __INTEL_COMPILER
312 #pragma GCC diagnostic ignored "-Wcast-qual"
313 #endif
314 static inline void __mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
315                                            void * const *obj_table_const,
316                                            unsigned n, int free)
317 {
318         struct rte_mempool_objhdr *hdr;
319         struct rte_mempool_objtlr *tlr;
320         uint64_t cookie;
321         void *tmp;
322         void *obj;
323         void **obj_table;
324
325         /* Force to drop the "const" attribute. This is done only when
326          * DEBUG is enabled */
327         tmp = (void *) obj_table_const;
328         obj_table = (void **) tmp;
329
330         while (n--) {
331                 obj = obj_table[n];
332
333                 if (rte_mempool_from_obj(obj) != mp)
334                         rte_panic("MEMPOOL: object is owned by another "
335                                   "mempool\n");
336
337                 hdr = __mempool_get_header(obj);
338                 cookie = hdr->cookie;
339
340                 if (free == 0) {
341                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1) {
342                                 rte_log_set_history(0);
343                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
344                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
345                                         obj, (const void *) mp, cookie);
346                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (put)\n");
347                         }
348                         hdr->cookie = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2;
349                 }
350                 else if (free == 1) {
351                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2) {
352                                 rte_log_set_history(0);
353                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
354                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
355                                         obj, (const void *) mp, cookie);
356                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (get)\n");
357                         }
358                         hdr->cookie = RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1;
359                 }
360                 else if (free == 2) {
361                         if (cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1 &&
362                             cookie != RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2) {
363                                 rte_log_set_history(0);
364                                 RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
365                                         "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
366                                         obj, (const void *) mp, cookie);
367                                 rte_panic("MEMPOOL: bad header cookie (audit)\n");
368                         }
369                 }
370                 tlr = __mempool_get_trailer(obj);
371                 cookie = tlr->cookie;
372                 if (cookie != RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE) {
373                         rte_log_set_history(0);
374                         RTE_LOG(CRIT, MEMPOOL,
375                                 "obj=%p, mempool=%p, cookie=%" PRIx64 "\n",
376                                 obj, (const void *) mp, cookie);
377                         rte_panic("MEMPOOL: bad trailer cookie\n");
378                 }
379         }
380 }
381 #ifndef __INTEL_COMPILER
382 #pragma GCC diagnostic error "-Wcast-qual"
383 #endif
384 #else
385 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
386 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
387
388 /**
389  * A mempool object iterator callback function.
390  */
391 typedef void (*rte_mempool_obj_iter_t)(void * /*obj_iter_arg*/,
392         void * /*obj_start*/,
393         void * /*obj_end*/,
394         uint32_t /*obj_index */);
395
396 /**
397  * Call a function for each mempool object in a memory chunk
398  *
399  * Iterate across objects of the given size and alignment in the
400  * provided chunk of memory. The given memory buffer can consist of
401  * disjointed physical pages.
402  *
403  * For each object, call the provided callback (if any). This function
404  * is used to populate a mempool, or walk through all the elements of a
405  * mempool, or estimate how many elements of the given size could be
406  * created in the given memory buffer.
407  *
408  * @param vaddr
409  *   Virtual address of the memory buffer.
410  * @param elt_num
411  *   Maximum number of objects to iterate through.
412  * @param elt_sz
413  *   Size of each object.
414  * @param align
415  *   Alignment of each object.
416  * @param paddr
417  *   Array of physical addresses of the pages that comprises given memory
418  *   buffer.
419  * @param pg_num
420  *   Number of elements in the paddr array.
421  * @param pg_shift
422  *   LOG2 of the physical pages size.
423  * @param obj_iter
424  *   Object iterator callback function (could be NULL).
425  * @param obj_iter_arg
426  *   User defined parameter for the object iterator callback function.
427  *
428  * @return
429  *   Number of objects iterated through.
430  */
431 uint32_t rte_mempool_obj_iter(void *vaddr,
432         uint32_t elt_num, size_t elt_sz, size_t align,
433         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift,
434         rte_mempool_obj_iter_t obj_iter, void *obj_iter_arg);
435
436 /**
437  * An object constructor callback function for mempool.
438  *
439  * Arguments are the mempool, the opaque pointer given by the user in
440  * rte_mempool_create(), the pointer to the element and the index of
441  * the element in the pool.
442  */
443 typedef void (rte_mempool_obj_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *,
444                                       void *, unsigned);
445
446 /**
447  * A mempool constructor callback function.
448  *
449  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
450  * rte_mempool_create().
451  */
452 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
453
454 /**
455  * Create a new mempool named *name* in memory.
456  *
457  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
458  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
459  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
460  * in one physically continuous chunk of memory.
461  *
462  * @param name
463  *   The name of the mempool.
464  * @param n
465  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
466  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
467  *   n = (2^q - 1).
468  * @param elt_size
469  *   The size of each element.
470  * @param cache_size
471  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
472  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
473  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
474  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE and n / 1.5. It is advised to choose
475  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
476  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
477  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
478  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
479  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
480  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
481  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
482  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
483  * @param private_data_size
484  *   The size of the private data appended after the mempool
485  *   structure. This is useful for storing some private data after the
486  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
487  * @param mp_init
488  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
489  *   before object initialization. The user can initialize the private
490  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
491  *   not needed.
492  * @param mp_init_arg
493  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
494  *   constructor function.
495  * @param obj_init
496  *   A function pointer that is called for each object at
497  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
498  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
499  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
500  *   the object pointer and the object number as parameters.
501  * @param obj_init_arg
502  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
503  *   each call to the object constructor function.
504  * @param socket_id
505  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
506  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
507  *   constraint for the reserved zone.
508  * @param flags
509  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
510  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
511  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
512  *     between objects depending on the hardware configuration. See
513  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
514  *     the allocator will just align them to a cache line.
515  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
516  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
517  *     padding will be present between objects. This flag implies
518  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
519  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
520  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
521  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
522  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
523  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
524  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
525  * @return
526  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
527  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
528  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
529  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
530  *    - EINVAL - cache size provided is too large
531  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
532  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
533  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
534  */
535 struct rte_mempool *
536 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
537                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
538                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
539                    rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
540                    int socket_id, unsigned flags);
541
542 /**
543  * Create a new mempool named *name* in memory.
544  *
545  * This function uses ``memzone_reserve()`` to allocate memory. The
546  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
547  * Depending on the input parameters, mempool elements can be either allocated
548  * together with the mempool header, or an externally provided memory buffer
549  * could be used to store mempool objects. In later case, that external
550  * memory buffer can consist of set of disjoint physical pages.
551  *
552  * @param name
553  *   The name of the mempool.
554  * @param n
555  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
556  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
557  *   n = (2^q - 1).
558  * @param elt_size
559  *   The size of each element.
560  * @param cache_size
561  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
562  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
563  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
564  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
565  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
566  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
567  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
568  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
569  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
570  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
571  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
572  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
573  * @param private_data_size
574  *   The size of the private data appended after the mempool
575  *   structure. This is useful for storing some private data after the
576  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
577  * @param mp_init
578  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
579  *   before object initialization. The user can initialize the private
580  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
581  *   not needed.
582  * @param mp_init_arg
583  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
584  *   constructor function.
585  * @param obj_init
586  *   A function pointer that is called for each object at
587  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
588  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
589  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
590  *   the object pointer and the object number as parameters.
591  * @param obj_init_arg
592  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
593  *   each call to the object constructor function.
594  * @param socket_id
595  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
596  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
597  *   constraint for the reserved zone.
598  * @param flags
599  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
600  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
601  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
602  *     between objects depending on the hardware configuration. See
603  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
604  *     the allocator will just align them to a cache line.
605  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
606  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
607  *     padding will be present between objects. This flag implies
608  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
609  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
610  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
611  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
612  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
613  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
614  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
615  * @param vaddr
616  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
617  *   Will be used to store mempool objects.
618  * @param paddr
619  *   Array of physical addresses of the pages that comprises given memory
620  *   buffer.
621  * @param pg_num
622  *   Number of elements in the paddr array.
623  * @param pg_shift
624  *   LOG2 of the physical pages size.
625  * @return
626  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
627  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
628  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
629  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
630  *    - EINVAL - cache size provided is too large
631  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
632  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
633  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
634  */
635 struct rte_mempool *
636 rte_mempool_xmem_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
637                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
638                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
639                 rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
640                 int socket_id, unsigned flags, void *vaddr,
641                 const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
642
643 #ifdef RTE_LIBRTE_XEN_DOM0
644 /**
645  * Create a new mempool named *name* in memory on Xen Dom0.
646  *
647  * This function uses ``rte_mempool_xmem_create()`` to allocate memory. The
648  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
649  * All elements of the mempool are allocated together with the mempool header,
650  * and memory buffer can consist of set of disjoint physical pages.
651  *
652  * @param name
653  *   The name of the mempool.
654  * @param n
655  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
656  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
657  *   n = (2^q - 1).
658  * @param elt_size
659  *   The size of each element.
660  * @param cache_size
661  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
662  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
663  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
664  *   CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE. It is advised to choose
665  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
666  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
667  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
668  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
669  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
670  *   avoid losing objects in cache. Note that even if not used, the
671  *   memory space for cache is always reserved in a mempool structure,
672  *   except if CONFIG_RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE is set to 0.
673  * @param private_data_size
674  *   The size of the private data appended after the mempool
675  *   structure. This is useful for storing some private data after the
676  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
677  * @param mp_init
678  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
679  *   before object initialization. The user can initialize the private
680  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
681  *   not needed.
682  * @param mp_init_arg
683  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
684  *   constructor function.
685  * @param obj_init
686  *   A function pointer that is called for each object at
687  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
688  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
689  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
690  *   the object pointer and the object number as parameters.
691  * @param obj_init_arg
692  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
693  *   each call to the object constructor function.
694  * @param socket_id
695  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
696  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
697  *   constraint for the reserved zone.
698  * @param flags
699  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
700  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
701  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
702  *     between objects depending on the hardware configuration. See
703  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
704  *     the allocator will just align them to a cache line.
705  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
706  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
707  *     padding will be present between objects. This flag implies
708  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
709  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
710  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
711  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
712  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
713  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
714  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
715  * @return
716  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
717  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
718  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
719  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
720  *    - EINVAL - cache size provided is too large
721  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
722  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
723  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
724  */
725 struct rte_mempool *
726 rte_dom0_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
727                 unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
728                 rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
729                 rte_mempool_obj_ctor_t *obj_init, void *obj_init_arg,
730                 int socket_id, unsigned flags);
731 #endif
732
733 /**
734  * Dump the status of the mempool to the console.
735  *
736  * @param f
737  *   A pointer to a file for output
738  * @param mp
739  *   A pointer to the mempool structure.
740  */
741 void rte_mempool_dump(FILE *f, const struct rte_mempool *mp);
742
743 /**
744  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
745  * @param mp
746  *   A pointer to the mempool structure.
747  * @param obj_table
748  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
749  * @param n
750  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
751  *   positive.
752  * @param is_mp
753  *   Mono-producer (0) or multi-producers (1).
754  */
755 static inline void __attribute__((always_inline))
756 __mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
757                     unsigned n, int is_mp)
758 {
759 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
760         struct rte_mempool_cache *cache;
761         uint32_t index;
762         void **cache_objs;
763         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
764         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
765         uint32_t flushthresh = mp->cache_flushthresh;
766 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
767
768         /* increment stat now, adding in mempool always success */
769         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
770
771 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
772         /* cache is not enabled or single producer or non-EAL thread */
773         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mp == 0 ||
774                      lcore_id >= RTE_MAX_LCORE))
775                 goto ring_enqueue;
776
777         /* Go straight to ring if put would overflow mem allocated for cache */
778         if (unlikely(n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
779                 goto ring_enqueue;
780
781         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
782         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
783
784         /*
785          * The cache follows the following algorithm
786          *   1. Add the objects to the cache
787          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
788          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
789          */
790
791         /* Add elements back into the cache */
792         for (index = 0; index < n; ++index, obj_table++)
793                 cache_objs[index] = *obj_table;
794
795         cache->len += n;
796
797         if (cache->len >= flushthresh) {
798                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache_size],
799                                 cache->len - cache_size);
800                 cache->len = cache_size;
801         }
802
803         return;
804
805 ring_enqueue:
806 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
807
808         /* push remaining objects in ring */
809 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
810         if (is_mp) {
811                 if (rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
812                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
813         }
814         else {
815                 if (rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n) < 0)
816                         rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
817         }
818 #else
819         if (is_mp)
820                 rte_ring_mp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
821         else
822                 rte_ring_sp_enqueue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
823 #endif
824 }
825
826
827 /**
828  * Put several objects back in the mempool (multi-producers safe).
829  *
830  * @param mp
831  *   A pointer to the mempool structure.
832  * @param obj_table
833  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
834  * @param n
835  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
836  */
837 static inline void __attribute__((always_inline))
838 rte_mempool_mp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
839                         unsigned n)
840 {
841         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
842         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 1);
843 }
844
845 /**
846  * Put several objects back in the mempool (NOT multi-producers safe).
847  *
848  * @param mp
849  *   A pointer to the mempool structure.
850  * @param obj_table
851  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
852  * @param n
853  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
854  */
855 static inline void
856 rte_mempool_sp_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
857                         unsigned n)
858 {
859         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
860         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, 0);
861 }
862
863 /**
864  * Put several objects back in the mempool.
865  *
866  * This function calls the multi-producer or the single-producer
867  * version depending on the default behavior that was specified at
868  * mempool creation time (see flags).
869  *
870  * @param mp
871  *   A pointer to the mempool structure.
872  * @param obj_table
873  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
874  * @param n
875  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
876  */
877 static inline void __attribute__((always_inline))
878 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
879                      unsigned n)
880 {
881         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
882         __mempool_put_bulk(mp, obj_table, n, !(mp->flags & MEMPOOL_F_SP_PUT));
883 }
884
885 /**
886  * Put one object in the mempool (multi-producers safe).
887  *
888  * @param mp
889  *   A pointer to the mempool structure.
890  * @param obj
891  *   A pointer to the object to be added.
892  */
893 static inline void __attribute__((always_inline))
894 rte_mempool_mp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
895 {
896         rte_mempool_mp_put_bulk(mp, &obj, 1);
897 }
898
899 /**
900  * Put one object back in the mempool (NOT multi-producers safe).
901  *
902  * @param mp
903  *   A pointer to the mempool structure.
904  * @param obj
905  *   A pointer to the object to be added.
906  */
907 static inline void __attribute__((always_inline))
908 rte_mempool_sp_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
909 {
910         rte_mempool_sp_put_bulk(mp, &obj, 1);
911 }
912
913 /**
914  * Put one object back in the mempool.
915  *
916  * This function calls the multi-producer or the single-producer
917  * version depending on the default behavior that was specified at
918  * mempool creation time (see flags).
919  *
920  * @param mp
921  *   A pointer to the mempool structure.
922  * @param obj
923  *   A pointer to the object to be added.
924  */
925 static inline void __attribute__((always_inline))
926 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
927 {
928         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
929 }
930
931 /**
932  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
933  * @param mp
934  *   A pointer to the mempool structure.
935  * @param obj_table
936  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
937  * @param n
938  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
939  * @param is_mc
940  *   Mono-consumer (0) or multi-consumers (1).
941  * @return
942  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
943  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
944  */
945 static inline int __attribute__((always_inline))
946 __mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
947                    unsigned n, int is_mc)
948 {
949         int ret;
950 #if RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0
951         struct rte_mempool_cache *cache;
952         uint32_t index, len;
953         void **cache_objs;
954         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
955         uint32_t cache_size = mp->cache_size;
956
957         /* cache is not enabled or single consumer */
958         if (unlikely(cache_size == 0 || is_mc == 0 ||
959                      n >= cache_size || lcore_id >= RTE_MAX_LCORE))
960                 goto ring_dequeue;
961
962         cache = &mp->local_cache[lcore_id];
963         cache_objs = cache->objs;
964
965         /* Can this be satisfied from the cache? */
966         if (cache->len < n) {
967                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
968                 uint32_t req = n + (cache_size - cache->len);
969
970                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
971                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, &cache->objs[cache->len], req);
972                 if (unlikely(ret < 0)) {
973                         /*
974                          * In the offchance that we are buffer constrained,
975                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
976                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
977                          * buffers.
978                          */
979                         goto ring_dequeue;
980                 }
981
982                 cache->len += req;
983         }
984
985         /* Now fill in the response ... */
986         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
987                 *obj_table = cache_objs[len];
988
989         cache->len -= n;
990
991         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
992
993         return 0;
994
995 ring_dequeue:
996 #endif /* RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE > 0 */
997
998         /* get remaining objects from ring */
999         if (is_mc)
1000                 ret = rte_ring_mc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
1001         else
1002                 ret = rte_ring_sc_dequeue_bulk(mp->ring, obj_table, n);
1003
1004         if (ret < 0)
1005                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1006         else
1007                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1008
1009         return ret;
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Get several objects from the mempool (multi-consumers safe).
1014  *
1015  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1016  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1017  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1018  * lcores are full.
1019  *
1020  * @param mp
1021  *   A pointer to the mempool structure.
1022  * @param obj_table
1023  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1024  * @param n
1025  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1026  * @return
1027  *   - 0: Success; objects taken.
1028  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1029  */
1030 static inline int __attribute__((always_inline))
1031 rte_mempool_mc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1032 {
1033         int ret;
1034         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 1);
1035         if (ret == 0)
1036                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 /**
1041  * Get several objects from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1042  *
1043  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1044  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1045  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1046  * lcores are full.
1047  *
1048  * @param mp
1049  *   A pointer to the mempool structure.
1050  * @param obj_table
1051  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1052  * @param n
1053  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1054  * @return
1055  *   - 0: Success; objects taken.
1056  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is
1057  *     retrieved.
1058  */
1059 static inline int __attribute__((always_inline))
1060 rte_mempool_sc_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1061 {
1062         int ret;
1063         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n, 0);
1064         if (ret == 0)
1065                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1066         return ret;
1067 }
1068
1069 /**
1070  * Get several objects from the mempool.
1071  *
1072  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1073  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1074  * mempool creation time (see flags).
1075  *
1076  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1077  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1078  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1079  * lcores are full.
1080  *
1081  * @param mp
1082  *   A pointer to the mempool structure.
1083  * @param obj_table
1084  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1085  * @param n
1086  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1087  * @return
1088  *   - 0: Success; objects taken
1089  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1090  */
1091 static inline int __attribute__((always_inline))
1092 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned n)
1093 {
1094         int ret;
1095         ret = __mempool_get_bulk(mp, obj_table, n,
1096                                  !(mp->flags & MEMPOOL_F_SC_GET));
1097         if (ret == 0)
1098                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 /**
1103  * Get one object from the mempool (multi-consumers safe).
1104  *
1105  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1106  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1107  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1108  * lcores are full.
1109  *
1110  * @param mp
1111  *   A pointer to the mempool structure.
1112  * @param obj_p
1113  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1114  * @return
1115  *   - 0: Success; objects taken.
1116  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1117  */
1118 static inline int __attribute__((always_inline))
1119 rte_mempool_mc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1120 {
1121         return rte_mempool_mc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1122 }
1123
1124 /**
1125  * Get one object from the mempool (NOT multi-consumers safe).
1126  *
1127  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1128  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1129  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1130  * lcores are full.
1131  *
1132  * @param mp
1133  *   A pointer to the mempool structure.
1134  * @param obj_p
1135  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1136  * @return
1137  *   - 0: Success; objects taken.
1138  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1139  */
1140 static inline int __attribute__((always_inline))
1141 rte_mempool_sc_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1142 {
1143         return rte_mempool_sc_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1144 }
1145
1146 /**
1147  * Get one object from the mempool.
1148  *
1149  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1150  * version, depending on the default behavior that was specified at
1151  * mempool creation (see flags).
1152  *
1153  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1154  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1155  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1156  * lcores are full.
1157  *
1158  * @param mp
1159  *   A pointer to the mempool structure.
1160  * @param obj_p
1161  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1162  * @return
1163  *   - 0: Success; objects taken.
1164  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1165  */
1166 static inline int __attribute__((always_inline))
1167 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1168 {
1169         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1170 }
1171
1172 /**
1173  * Return the number of entries in the mempool.
1174  *
1175  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1176  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1177  * debug purposes.
1178  *
1179  * @param mp
1180  *   A pointer to the mempool structure.
1181  * @return
1182  *   The number of entries in the mempool.
1183  */
1184 unsigned rte_mempool_count(const struct rte_mempool *mp);
1185
1186 /**
1187  * Return the number of free entries in the mempool ring.
1188  * i.e. how many entries can be freed back to the mempool.
1189  *
1190  * NOTE: This corresponds to the number of elements *allocated* from the
1191  * memory pool, not the number of elements in the pool itself. To count
1192  * the number elements currently available in the pool, use "rte_mempool_count"
1193  *
1194  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1195  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1196  * debug purposes.
1197  *
1198  * @param mp
1199  *   A pointer to the mempool structure.
1200  * @return
1201  *   The number of free entries in the mempool.
1202  */
1203 static inline unsigned
1204 rte_mempool_free_count(const struct rte_mempool *mp)
1205 {
1206         return mp->size - rte_mempool_count(mp);
1207 }
1208
1209 /**
1210  * Test if the mempool is full.
1211  *
1212  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1213  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1214  * purposes.
1215  *
1216  * @param mp
1217  *   A pointer to the mempool structure.
1218  * @return
1219  *   - 1: The mempool is full.
1220  *   - 0: The mempool is not full.
1221  */
1222 static inline int
1223 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1224 {
1225         return !!(rte_mempool_count(mp) == mp->size);
1226 }
1227
1228 /**
1229  * Test if the mempool is empty.
1230  *
1231  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1232  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1233  * purposes.
1234  *
1235  * @param mp
1236  *   A pointer to the mempool structure.
1237  * @return
1238  *   - 1: The mempool is empty.
1239  *   - 0: The mempool is not empty.
1240  */
1241 static inline int
1242 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1243 {
1244         return !!(rte_mempool_count(mp) == 0);
1245 }
1246
1247 /**
1248  * Return the physical address of elt, which is an element of the pool mp.
1249  *
1250  * @param mp
1251  *   A pointer to the mempool structure.
1252  * @param elt
1253  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1254  * @return
1255  *   The physical address of the elt element.
1256  */
1257 static inline phys_addr_t
1258 rte_mempool_virt2phy(const struct rte_mempool *mp, const void *elt)
1259 {
1260         if (rte_eal_has_hugepages()) {
1261                 uintptr_t off;
1262
1263                 off = (const char *)elt - (const char *)mp->elt_va_start;
1264                 return (mp->elt_pa[off >> mp->pg_shift] + (off & mp->pg_mask));
1265         } else {
1266                 /*
1267                  * If huge pages are disabled, we cannot assume the
1268                  * memory region to be physically contiguous.
1269                  * Lookup for each element.
1270                  */
1271                 return rte_mem_virt2phy(elt);
1272         }
1273 }
1274
1275 /**
1276  * Check the consistency of mempool objects.
1277  *
1278  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1279  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1280  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1281  *
1282  * @param mp
1283  *   A pointer to the mempool structure.
1284  */
1285 void rte_mempool_audit(const struct rte_mempool *mp);
1286
1287 /**
1288  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1289  *
1290  * @param mp
1291  *   A pointer to the mempool structure.
1292  * @return
1293  *   A pointer to the private data.
1294  */
1295 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1296 {
1297         return (char *)mp + MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->pg_num);
1298 }
1299
1300 /**
1301  * Dump the status of all mempools on the console
1302  *
1303  * @param f
1304  *   A pointer to a file for output
1305  */
1306 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1307
1308 /**
1309  * Search a mempool from its name
1310  *
1311  * @param name
1312  *   The name of the mempool.
1313  * @return
1314  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1315  *   NULL on error
1316  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1317  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1318  *
1319  */
1320 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1321
1322 /**
1323  * Get the header, trailer and total size of a mempool element.
1324  *
1325  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1326  * calculates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1327  *
1328  * @param elt_size
1329  *   The size of each element.
1330  * @param flags
1331  *   The flags used for the mempool creation.
1332  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1333  *   The size of each element.
1334  * @param sz
1335  *   The calculated detailed size the mempool object. May be NULL.
1336  * @return
1337  *   Total size of the mempool object.
1338  */
1339 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1340         struct rte_mempool_objsz *sz);
1341
1342 /**
1343  * Get the size of memory required to store mempool elements.
1344  *
1345  * Calculate the maximum amount of memory required to store given number
1346  * of objects. Assume that the memory buffer will be aligned at page
1347  * boundary.
1348  *
1349  * Note that if object size is bigger then page size, then it assumes
1350  * that pages are grouped in subsets of physically continuous pages big
1351  * enough to store at least one object.
1352  *
1353  * @param elt_num
1354  *   Number of elements.
1355  * @param elt_sz
1356  *   The size of each element.
1357  * @param pg_shift
1358  *   LOG2 of the physical pages size.
1359  * @return
1360  *   Required memory size aligned at page boundary.
1361  */
1362 size_t rte_mempool_xmem_size(uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1363         uint32_t pg_shift);
1364
1365 /**
1366  * Get the size of memory required to store mempool elements.
1367  *
1368  * Calculate how much memory would be actually required with the given
1369  * memory footprint to store required number of objects.
1370  *
1371  * @param vaddr
1372  *   Virtual address of the externally allocated memory buffer.
1373  *   Will be used to store mempool objects.
1374  * @param elt_num
1375  *   Number of elements.
1376  * @param elt_sz
1377  *   The size of each element.
1378  * @param paddr
1379  *   Array of physical addresses of the pages that comprises given memory
1380  *   buffer.
1381  * @param pg_num
1382  *   Number of elements in the paddr array.
1383  * @param pg_shift
1384  *   LOG2 of the physical pages size.
1385  * @return
1386  *   On success, the number of bytes needed to store given number of
1387  *   objects, aligned to the given page size. If the provided memory
1388  *   buffer is too small, return a negative value whose absolute value
1389  *   is the actual number of elements that can be stored in that buffer.
1390  */
1391 ssize_t rte_mempool_xmem_usage(void *vaddr, uint32_t elt_num, size_t elt_sz,
1392         const phys_addr_t paddr[], uint32_t pg_num, uint32_t pg_shift);
1393
1394 /**
1395  * Walk list of all memory pools
1396  *
1397  * @param func
1398  *   Iterator function
1399  * @param arg
1400  *   Argument passed to iterator
1401  */
1402 void rte_mempool_walk(void (*func)(const struct rte_mempool *, void *arg),
1403                       void *arg);
1404
1405 #ifdef __cplusplus
1406 }
1407 #endif
1408
1409 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */