mbuf: use C11 atomic builtins for refcnt
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
index 9dd8e80..7259575 100644 (file)
@@ -1,35 +1,6 @@
-/*-
- *   BSD LICENSE
- *
- *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
- *   Copyright 2014 6WIND S.A.
- *   All rights reserved.
- *
- *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
- *   modification, are permitted provided that the following conditions
- *   are met:
- *
- *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
- *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
- *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
- *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
- *       the documentation and/or other materials provided with the
- *       distribution.
- *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
- *       contributors may be used to endorse or promote products derived
- *       from this software without specific prior written permission.
- *
- *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
- *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
- *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
- *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
- *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
- *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
- *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
- *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
- *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
- *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
- *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+/* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+ * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
+ * Copyright 2014 6WIND S.A.
  */
 
 #ifndef _RTE_MBUF_H_
  */
 
 #include <stdint.h>
+#include <rte_compat.h>
 #include <rte_common.h>
+#include <rte_config.h>
 #include <rte_mempool.h>
 #include <rte_memory.h>
-#include <rte_atomic.h>
 #include <rte_prefetch.h>
 #include <rte_branch_prediction.h>
+#include <rte_byteorder.h>
 #include <rte_mbuf_ptype.h>
+#include <rte_mbuf_core.h>
 
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
 #endif
 
-/*
- * Packet Offload Features Flags. It also carry packet type information.
- * Critical resources. Both rx/tx shared these bits. Be cautious on any change
- *
- * - RX flags start at bit position zero, and get added to the left of previous
- *   flags.
- * - The most-significant 3 bits are reserved for generic mbuf flags
- * - TX flags therefore start at bit position 60 (i.e. 63-3), and new flags get
- *   added to the right of the previously defined flags i.e. they should count
- *   downwards, not upwards.
- *
- * Keep these flags synchronized with rte_get_rx_ol_flag_name() and
- * rte_get_tx_ol_flag_name().
- */
-
-/**
- * RX packet is a 802.1q VLAN packet. This flag was set by PMDs when
- * the packet is recognized as a VLAN, but the behavior between PMDs
- * was not the same. This flag is kept for some time to avoid breaking
- * applications and should be replaced by PKT_RX_VLAN_STRIPPED.
- */
-#define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
-
-#define PKT_RX_RSS_HASH      (1ULL << 1)  /**< RX packet with RSS hash result. */
-#define PKT_RX_FDIR          (1ULL << 2)  /**< RX packet with FDIR match indicate. */
-
-/**
- * Deprecated.
- * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
- * PKT_RX_L4_CKSUM_MASK.
- * This flag was set when the L4 checksum of a packet was detected as
- * wrong by the hardware.
- */
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD  (1ULL << 3)
-
-/**
- * Deprecated.
- * Checking this flag alone is deprecated: check the 2 bits of
- * PKT_RX_IP_CKSUM_MASK.
- * This flag was set when the IP checksum of a packet was detected as
- * wrong by the hardware.
- */
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD  (1ULL << 4)
-
-#define PKT_RX_EIP_CKSUM_BAD (1ULL << 5)  /**< External IP header checksum error. */
-
-/**
- * A vlan has been stripped by the hardware and its tci is saved in
- * mbuf->vlan_tci. This can only happen if vlan stripping is enabled
- * in the RX configuration of the PMD.
- */
-#define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
-
-/**
- * Mask of bits used to determine the status of RX IP checksum.
- * - PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX IP checksum
- * - PKT_RX_IP_CKSUM_BAD: the IP checksum in the packet is wrong
- * - PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD: the IP checksum in the packet is valid
- * - PKT_RX_IP_CKSUM_NONE: the IP checksum is not correct in the packet
- *   data, but the integrity of the IP header is verified.
- */
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_MASK ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
-
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_UNKNOWN 0
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_BAD     (1ULL << 4)
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_GOOD    (1ULL << 7)
-#define PKT_RX_IP_CKSUM_NONE    ((1ULL << 4) | (1ULL << 7))
-
-/**
- * Mask of bits used to determine the status of RX L4 checksum.
- * - PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN: no information about the RX L4 checksum
- * - PKT_RX_L4_CKSUM_BAD: the L4 checksum in the packet is wrong
- * - PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD: the L4 checksum in the packet is valid
- * - PKT_RX_L4_CKSUM_NONE: the L4 checksum is not correct in the packet
- *   data, but the integrity of the L4 data is verified.
- */
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_MASK ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
-
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_UNKNOWN 0
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_BAD     (1ULL << 3)
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_GOOD    (1ULL << 8)
-#define PKT_RX_L4_CKSUM_NONE    ((1ULL << 3) | (1ULL << 8))
-
-#define PKT_RX_IEEE1588_PTP  (1ULL << 9)  /**< RX IEEE1588 L2 Ethernet PT Packet. */
-#define PKT_RX_IEEE1588_TMST (1ULL << 10) /**< RX IEEE1588 L2/L4 timestamped packet.*/
-#define PKT_RX_FDIR_ID       (1ULL << 13) /**< FD id reported if FDIR match. */
-#define PKT_RX_FDIR_FLX      (1ULL << 14) /**< Flexible bytes reported if FDIR match. */
-
-/**
- * The 2 vlans have been stripped by the hardware and their tci are
- * saved in mbuf->vlan_tci (inner) and mbuf->vlan_tci_outer (outer).
- * This can only happen if vlan stripping is enabled in the RX
- * configuration of the PMD. If this flag is set, PKT_RX_VLAN_STRIPPED
- * must also be set.
- */
-#define PKT_RX_QINQ_STRIPPED (1ULL << 15)
-
-/**
- * Deprecated.
- * RX packet with double VLAN stripped.
- * This flag is replaced by PKT_RX_QINQ_STRIPPED.
- */
-#define PKT_RX_QINQ_PKT      PKT_RX_QINQ_STRIPPED
-
-/**
- * When packets are coalesced by a hardware or virtual driver, this flag
- * can be set in the RX mbuf, meaning that the m->tso_segsz field is
- * valid and is set to the segment size of original packets.
- */
-#define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
-
-/**
- * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
- */
-#define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
-
-/* add new RX flags here */
-
-/* add new TX flags here */
-
-/**
- * Offload the MACsec. This flag must be set by the application to enable
- * this offload feature for a packet to be transmitted.
- */
-#define PKT_TX_MACSEC        (1ULL << 44)
-
-/**
- * Bits 45:48 used for the tunnel type.
- * When doing Tx offload like TSO or checksum, the HW needs to configure the
- * tunnel type into the HW descriptors.
- */
-#define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN   (0x1ULL << 45)
-#define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
-#define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
-#define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
-/* add new TX TUNNEL type here */
-#define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
-
-/**
- * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
- */
-#define PKT_TX_QINQ_PKT    (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
-
-/**
- * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
- * packet to be transmitted on hardware supporting TSO:
- *  - set the PKT_TX_TCP_SEG flag in mbuf->ol_flags (this flag implies
- *    PKT_TX_TCP_CKSUM)
- *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
- *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag and write the IP checksum
- *    to 0 in the packet
- *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len, l4_len, tso_segsz
- *  - calculate the pseudo header checksum without taking ip_len in account,
- *    and set it in the TCP header. Refer to rte_ipv4_phdr_cksum() and
- *    rte_ipv6_phdr_cksum() that can be used as helpers.
- */
-#define PKT_TX_TCP_SEG       (1ULL << 50)
-
-#define PKT_TX_IEEE1588_TMST (1ULL << 51) /**< TX IEEE1588 packet to timestamp. */
-
-/**
- * Bits 52+53 used for L4 packet type with checksum enabled: 00: Reserved,
- * 01: TCP checksum, 10: SCTP checksum, 11: UDP checksum. To use hardware
- * L4 checksum offload, the user needs to:
- *  - fill l2_len and l3_len in mbuf
- *  - set the flags PKT_TX_TCP_CKSUM, PKT_TX_SCTP_CKSUM or PKT_TX_UDP_CKSUM
- *  - set the flag PKT_TX_IPV4 or PKT_TX_IPV6
- *  - calculate the pseudo header checksum and set it in the L4 header (only
- *    for TCP or UDP). See rte_ipv4_phdr_cksum() and rte_ipv6_phdr_cksum().
- *    For SCTP, set the crc field to 0.
- */
-#define PKT_TX_L4_NO_CKSUM   (0ULL << 52) /**< Disable L4 cksum of TX pkt. */
-#define PKT_TX_TCP_CKSUM     (1ULL << 52) /**< TCP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-#define PKT_TX_SCTP_CKSUM    (2ULL << 52) /**< SCTP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-#define PKT_TX_UDP_CKSUM     (3ULL << 52) /**< UDP cksum of TX pkt. computed by NIC. */
-#define PKT_TX_L4_MASK       (3ULL << 52) /**< Mask for L4 cksum offload request. */
-
-/**
- * Offload the IP checksum in the hardware. The flag PKT_TX_IPV4 should
- * also be set by the application, although a PMD will only check
- * PKT_TX_IP_CKSUM.
- *  - set the IP checksum field in the packet to 0
- *  - fill the mbuf offload information: l2_len, l3_len
- */
-#define PKT_TX_IP_CKSUM      (1ULL << 54)
-
-/**
- * Packet is IPv4. This flag must be set when using any offload feature
- * (TSO, L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv4
- * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
- * the inner headers.
- */
-#define PKT_TX_IPV4          (1ULL << 55)
-
-/**
- * Packet is IPv6. This flag must be set when using an offload feature
- * (TSO or L4 checksum) to tell the NIC that the packet is an IPv6
- * packet. If the packet is a tunneled packet, this flag is related to
- * the inner headers.
- */
-#define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
-
-#define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
-
-/**
- * Offload the IP checksum of an external header in the hardware. The
- * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, alto ugh
- * a PMD will only check PKT_TX_IP_CKSUM.  The IP checksum field in the
- * packet must be set to 0.
- *  - set the outer IP checksum field in the packet to 0
- *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
- */
-#define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
-
-/**
- * Packet outer header is IPv4. This flag must be set when using any
- * outer offload feature (L3 or L4 checksum) to tell the NIC that the
- * outer header of the tunneled packet is an IPv4 packet.
- */
-#define PKT_TX_OUTER_IPV4   (1ULL << 59)
-
-/**
- * Packet outer header is IPv6. This flag must be set when using any
- * outer offload feature (L4 checksum) to tell the NIC that the outer
- * header of the tunneled packet is an IPv6 packet.
- */
-#define PKT_TX_OUTER_IPV6    (1ULL << 60)
-
-/**
- * Bitmask of all supported packet Tx offload features flags,
- * which can be set for packet.
- */
-#define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
-               PKT_TX_IP_CKSUM |        \
-               PKT_TX_L4_MASK |         \
-               PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
-               PKT_TX_TCP_SEG |         \
-               PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
-               PKT_TX_QINQ_PKT |        \
-               PKT_TX_VLAN_PKT |        \
-               PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
-               PKT_TX_MACSEC)
-
-#define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
-
-#define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
-
-/* Use final bit of flags to indicate a control mbuf */
-#define CTRL_MBUF_FLAG       (1ULL << 63) /**< Mbuf contains control data */
-
-/** Alignment constraint of mbuf private area. */
-#define RTE_MBUF_PRIV_ALIGN 8
-
 /**
  * Get the name of a RX offload flag
  *
@@ -376,168 +97,6 @@ const char *rte_get_tx_ol_flag_name(uint64_t mask);
  */
 int rte_get_tx_ol_flag_list(uint64_t mask, char *buf, size_t buflen);
 
-/**
- * Some NICs need at least 2KB buffer to RX standard Ethernet frame without
- * splitting it into multiple segments.
- * So, for mbufs that planned to be involved into RX/TX, the recommended
- * minimal buffer length is 2KB + RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
- */
-#define        RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM       2048
-#define        RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE       \
-       (RTE_MBUF_DEFAULT_DATAROOM + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
-
-/* define a set of marker types that can be used to refer to set points in the
- * mbuf */
-__extension__
-typedef void    *MARKER[0];   /**< generic marker for a point in a structure */
-__extension__
-typedef uint8_t  MARKER8[0];  /**< generic marker with 1B alignment */
-__extension__
-typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
-                               * with a single assignment */
-
-/**
- * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
- */
-struct rte_mbuf {
-       MARKER cacheline0;
-
-       void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
-       phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
-
-       /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
-       MARKER64 rearm_data;
-       uint16_t data_off;
-
-       /**
-        * Reference counter. Its size should at least equal to the size
-        * of port field (16 bits), to support zero-copy broadcast.
-        * It should only be accessed using the following functions:
-        * rte_mbuf_refcnt_update(), rte_mbuf_refcnt_read(), and
-        * rte_mbuf_refcnt_set(). The functionality of these functions (atomic,
-        * or non-atomic) is controlled by the CONFIG_RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC
-        * config option.
-        */
-       RTE_STD_C11
-       union {
-               rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
-               uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
-       };
-       uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
-
-       /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
-       uint16_t port;
-
-       uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
-
-       /* remaining bytes are set on RX when pulling packet from descriptor */
-       MARKER rx_descriptor_fields1;
-
-       /*
-        * The packet type, which is the combination of outer/inner L2, L3, L4
-        * and tunnel types. The packet_type is about data really present in the
-        * mbuf. Example: if vlan stripping is enabled, a received vlan packet
-        * would have RTE_PTYPE_L2_ETHER and not RTE_PTYPE_L2_VLAN because the
-        * vlan is stripped from the data.
-        */
-       RTE_STD_C11
-       union {
-               uint32_t packet_type; /**< L2/L3/L4 and tunnel information. */
-               struct {
-                       uint32_t l2_type:4; /**< (Outer) L2 type. */
-                       uint32_t l3_type:4; /**< (Outer) L3 type. */
-                       uint32_t l4_type:4; /**< (Outer) L4 type. */
-                       uint32_t tun_type:4; /**< Tunnel type. */
-                       uint32_t inner_l2_type:4; /**< Inner L2 type. */
-                       uint32_t inner_l3_type:4; /**< Inner L3 type. */
-                       uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
-               };
-       };
-
-       uint32_t pkt_len;         /**< Total pkt len: sum of all segments. */
-       uint16_t data_len;        /**< Amount of data in segment buffer. */
-       /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set. */
-       uint16_t vlan_tci;
-
-       union {
-               uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
-               struct {
-                       RTE_STD_C11
-                       union {
-                               struct {
-                                       uint16_t hash;
-                                       uint16_t id;
-                               };
-                               uint32_t lo;
-                               /**< Second 4 flexible bytes */
-                       };
-                       uint32_t hi;
-                       /**< First 4 flexible bytes or FD ID, dependent on
-                            PKT_RX_FDIR_* flag in ol_flags. */
-               } fdir;           /**< Filter identifier if FDIR enabled */
-               struct {
-                       uint32_t lo;
-                       uint32_t hi;
-               } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
-               uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
-       } hash;                   /**< hash information */
-
-       /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
-       uint16_t vlan_tci_outer;
-
-       uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
-
-       /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
-        * are not normalized but are always the same for a given port.
-        */
-       uint64_t timestamp;
-
-       /* second cache line - fields only used in slow path or on TX */
-       MARKER cacheline1 __rte_cache_min_aligned;
-
-       RTE_STD_C11
-       union {
-               void *userdata;   /**< Can be used for external metadata */
-               uint64_t udata64; /**< Allow 8-byte userdata on 32-bit */
-       };
-
-       struct rte_mempool *pool; /**< Pool from which mbuf was allocated. */
-       struct rte_mbuf *next;    /**< Next segment of scattered packet. */
-
-       /* fields to support TX offloads */
-       RTE_STD_C11
-       union {
-               uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
-               __extension__
-               struct {
-                       uint64_t l2_len:7;
-                       /**< L2 (MAC) Header Length for non-tunneling pkt.
-                        * Outer_L4_len + ... + Inner_L2_len for tunneling pkt.
-                        */
-                       uint64_t l3_len:9; /**< L3 (IP) Header Length. */
-                       uint64_t l4_len:8; /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
-                       uint64_t tso_segsz:16; /**< TCP TSO segment size */
-
-                       /* fields for TX offloading of tunnels */
-                       uint64_t outer_l3_len:9; /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
-                       uint64_t outer_l2_len:7; /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
-
-                       /* uint64_t unused:8; */
-               };
-       };
-
-       /** Size of the application private data. In case of an indirect
-        * mbuf, it stores the direct mbuf private data size. */
-       uint16_t priv_size;
-
-       /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
-       uint16_t timesync;
-
-       /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
-       uint32_t seqn;
-
-} __rte_cache_aligned;
-
 /**
  * Prefetch the first part of the mbuf
  *
@@ -579,21 +138,28 @@ rte_mbuf_prefetch_part2(struct rte_mbuf *m)
 static inline uint16_t rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp);
 
 /**
- * Return the DMA address of the beginning of the mbuf data
+ * Return the IO address of the beginning of the mbuf data
  *
  * @param mb
  *   The pointer to the mbuf.
  * @return
- *   The physical address of the beginning of the mbuf data
+ *   The IO address of the beginning of the mbuf data
  */
+static inline rte_iova_t
+rte_mbuf_data_iova(const struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return mb->buf_iova + mb->data_off;
+}
+
+__rte_deprecated
 static inline phys_addr_t
 rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
 {
-       return mb->buf_physaddr + mb->data_off;
+       return rte_mbuf_data_iova(mb);
 }
 
 /**
- * Return the default DMA address of the beginning of the mbuf data
+ * Return the default IO address of the beginning of the mbuf data
  *
  * This function is used by drivers in their receive function, as it
  * returns the location where data should be written by the NIC, taking
@@ -602,12 +168,19 @@ rte_mbuf_data_dma_addr(const struct rte_mbuf *mb)
  * @param mb
  *   The pointer to the mbuf.
  * @return
- *   The physical address of the beginning of the mbuf data
+ *   The IO address of the beginning of the mbuf data
  */
+static inline rte_iova_t
+rte_mbuf_data_iova_default(const struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return mb->buf_iova + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+}
+
+__rte_deprecated
 static inline phys_addr_t
 rte_mbuf_data_dma_addr_default(const struct rte_mbuf *mb)
 {
-       return mb->buf_physaddr + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+       return rte_mbuf_data_iova_default(mb);
 }
 
 /**
@@ -625,7 +198,64 @@ rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
 }
 
 /**
- * Return the buffer address embedded in the given mbuf.
+ * Return address of buffer embedded in the given mbuf.
+ *
+ * The return value shall be same as mb->buf_addr if the mbuf is already
+ * initialized and direct. However, this API is useful if mempool of the
+ * mbuf is already known because it doesn't need to access mbuf contents in
+ * order to get the mempool pointer.
+ *
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
+ * This will be used by rte_mbuf_to_baddr() which has redundant code once
+ * experimental tag is removed.
+ *
+ * @param mb
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @param mp
+ *   The pointer to the mempool of the mbuf.
+ * @return
+ *   The pointer of the mbuf buffer.
+ */
+__rte_experimental
+static inline char *
+rte_mbuf_buf_addr(struct rte_mbuf *mb, struct rte_mempool *mp)
+{
+       return (char *)mb + sizeof(*mb) + rte_pktmbuf_priv_size(mp);
+}
+
+/**
+ * Return the default address of the beginning of the mbuf data.
+ *
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
+ *
+ * @param mb
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The pointer of the beginning of the mbuf data.
+ */
+__rte_experimental
+static inline char *
+rte_mbuf_data_addr_default(__rte_unused struct rte_mbuf *mb)
+{
+       /* gcc complains about calling this experimental function even
+        * when not using it. Hide it with ALLOW_EXPERIMENTAL_API.
+        */
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       return rte_mbuf_buf_addr(mb, mb->pool) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+#else
+       return NULL;
+#endif
+}
+
+/**
+ * Return address of buffer embedded in the given mbuf.
+ *
+ * @note: Accessing mempool pointer of a mbuf is expensive because the
+ * pointer is stored in the 2nd cache line of mbuf. If mempool is known, it
+ * is better not to reference the mempool pointer in mbuf but calling
+ * rte_mbuf_buf_addr() would be more efficient.
  *
  * @param md
  *   The pointer to the mbuf.
@@ -635,20 +265,33 @@ rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
 static inline char *
 rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
 {
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
+       return rte_mbuf_buf_addr(md, md->pool);
+#else
        char *buffer_addr;
        buffer_addr = (char *)md + sizeof(*md) + rte_pktmbuf_priv_size(md->pool);
        return buffer_addr;
+#endif
 }
 
 /**
- * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
- */
-#define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
-
-/**
- * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
+ * Return the starting address of the private data area embedded in
+ * the given mbuf.
+ *
+ * Note that no check is made to ensure that a private data area
+ * actually exists in the supplied mbuf.
+ *
+ * @param m
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @return
+ *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
  */
-#define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
+__rte_experimental
+static inline void *
+rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
+{
+       return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
+}
 
 /**
  * Private data in case of pktmbuf pool.
@@ -659,8 +302,44 @@ rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
 struct rte_pktmbuf_pool_private {
        uint16_t mbuf_data_room_size; /**< Size of data space in each mbuf. */
        uint16_t mbuf_priv_size;      /**< Size of private area in each mbuf. */
+       uint32_t flags; /**< reserved for future use. */
 };
 
+/**
+ * Return the flags from private data in an mempool structure.
+ *
+ * @param mp
+ *   A pointer to the mempool structure.
+ * @return
+ *   The flags from the private data structure.
+ */
+static inline uint32_t
+rte_pktmbuf_priv_flags(struct rte_mempool *mp)
+{
+       struct rte_pktmbuf_pool_private *mbp_priv;
+
+       mbp_priv = (struct rte_pktmbuf_pool_private *)rte_mempool_get_priv(mp);
+       return mbp_priv->flags;
+}
+
+/**
+ * When set, pktmbuf mempool will hold only mbufs with pinned external
+ * buffer. The external buffer will be attached to the mbuf at the
+ * memory pool creation and will never be detached by the mbuf free calls.
+ * mbuf should not contain any room for data after the mbuf structure.
+ */
+#define RTE_PKTMBUF_POOL_F_PINNED_EXT_BUF (1 << 0)
+
+/**
+ * Returns non zero if given mbuf has a pinned external buffer, or zero
+ * otherwise. The pinned external buffer is allocated at pool creation
+ * time and should not be freed on mbuf freeing.
+ *
+ * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
+ */
+#define RTE_MBUF_HAS_PINNED_EXTBUF(mb) \
+       (rte_pktmbuf_priv_flags(mb->pool) & RTE_PKTMBUF_POOL_F_PINNED_EXT_BUF)
+
 #ifdef RTE_LIBRTE_MBUF_DEBUG
 
 /**  check mbuf type in debug mode */
@@ -685,7 +364,7 @@ struct rte_pktmbuf_pool_private {
 static inline uint16_t
 rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
 {
-       return (uint16_t)(rte_atomic16_read(&m->refcnt_atomic));
+       return __atomic_load_n(&m->refcnt, __ATOMIC_RELAXED);
 }
 
 /**
@@ -698,7 +377,15 @@ rte_mbuf_refcnt_read(const struct rte_mbuf *m)
 static inline void
 rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
 {
-       rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
+       __atomic_store_n(&m->refcnt, new_value, __ATOMIC_RELAXED);
+}
+
+/* internal */
+static inline uint16_t
+__rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
+{
+       return __atomic_add_fetch(&m->refcnt, (uint16_t)value,
+                                __ATOMIC_ACQ_REL);
 }
 
 /**
@@ -715,29 +402,37 @@ rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
 {
        /*
         * The atomic_add is an expensive operation, so we don't want to
-        * call it in the case where we know we are the uniq holder of
+        * call it in the case where we know we are the unique holder of
         * this mbuf (i.e. ref_cnt == 1). Otherwise, an atomic
         * operation has to be used because concurrent accesses on the
         * reference counter can occur.
         */
        if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
-               rte_mbuf_refcnt_set(m, 1 + value);
-               return 1 + value;
+               ++value;
+               rte_mbuf_refcnt_set(m, (uint16_t)value);
+               return (uint16_t)value;
        }
 
-       return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
+       return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
 }
 
 #else /* ! RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
 
+/* internal */
+static inline uint16_t
+__rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
+{
+       m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
+       return m->refcnt;
+}
+
 /**
  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
  */
 static inline uint16_t
 rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
 {
-       m->refcnt = (uint16_t)(m->refcnt + value);
-       return m->refcnt;
+       return __rte_mbuf_refcnt_update(m, value);
 }
 
 /**
@@ -760,6 +455,60 @@ rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
 
 #endif /* RTE_MBUF_REFCNT_ATOMIC */
 
+/**
+ * Reads the refcnt of an external buffer.
+ *
+ * @param shinfo
+ *   Shared data of the external buffer.
+ * @return
+ *   Reference count number.
+ */
+static inline uint16_t
+rte_mbuf_ext_refcnt_read(const struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
+{
+       return __atomic_load_n(&shinfo->refcnt, __ATOMIC_RELAXED);
+}
+
+/**
+ * Set refcnt of an external buffer.
+ *
+ * @param shinfo
+ *   Shared data of the external buffer.
+ * @param new_value
+ *   Value set
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_ext_refcnt_set(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
+       uint16_t new_value)
+{
+       __atomic_store_n(&shinfo->refcnt, new_value, __ATOMIC_RELAXED);
+}
+
+/**
+ * Add given value to refcnt of an external buffer and return its new
+ * value.
+ *
+ * @param shinfo
+ *   Shared data of the external buffer.
+ * @param value
+ *   Value to add/subtract
+ * @return
+ *   Updated value
+ */
+static inline uint16_t
+rte_mbuf_ext_refcnt_update(struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo,
+       int16_t value)
+{
+       if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1)) {
+               ++value;
+               rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, (uint16_t)value);
+               return (uint16_t)value;
+       }
+
+       return __atomic_add_fetch(&shinfo->refcnt, (uint16_t)value,
+                                __ATOMIC_ACQ_REL);
+}
+
 /** Mbuf prefetch */
 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
        if ((m) != NULL)                        \
@@ -783,15 +532,45 @@ void
 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
 
 /**
- * Allocate an unitialized mbuf from mempool *mp*.
+ * Sanity checks on a mbuf.
+ *
+ * Almost like rte_mbuf_sanity_check(), but this function gives the reason
+ * if corruption is detected rather than panic.
+ *
+ * @param m
+ *   The mbuf to be checked.
+ * @param is_header
+ *   True if the mbuf is a packet header, false if it is a sub-segment
+ *   of a packet (in this case, some fields like nb_segs are not checked)
+ * @param reason
+ *   A reference to a string pointer where to store the reason why a mbuf is
+ *   considered invalid.
+ * @return
+ *   - 0 if no issue has been found, reason is left untouched.
+ *   - -1 if a problem is detected, reason then points to a string describing
+ *     the reason why the mbuf is deemed invalid.
+ */
+__rte_experimental
+int rte_mbuf_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header,
+                  const char **reason);
+
+#define MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m) do {                           \
+       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);               \
+       RTE_ASSERT((m)->next == NULL);                          \
+       RTE_ASSERT((m)->nb_segs == 1);                          \
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);                          \
+} while (0)
+
+/**
+ * Allocate an uninitialized mbuf from mempool *mp*.
  *
  * This function can be used by PMDs (especially in RX functions) to
- * allocate an unitialized mbuf. The driver is responsible of
+ * allocate an uninitialized mbuf. The driver is responsible of
  * initializing all the required fields. See rte_pktmbuf_reset().
  * For standard needs, prefer rte_pktmbuf_alloc().
  *
  * The caller can expect that the following fields of the mbuf structure
- * are initialized: buf_addr, buf_physaddr, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
+ * are initialized: buf_addr, buf_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
  * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
  * by the caller.
  *
@@ -804,16 +583,10 @@ rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
 static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
 {
        struct rte_mbuf *m;
-       void *mb = NULL;
 
-       if (rte_mempool_get(mp, &mb) < 0)
+       if (rte_mempool_get(mp, (void **)&m) < 0)
                return NULL;
-       m = (struct rte_mbuf *)mb;
-       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
-       RTE_ASSERT(m->next == NULL);
-       RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
-
+       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
        return m;
 }
 
@@ -831,10 +604,11 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_mbuf_raw_alloc(struct rte_mempool *mp)
  * @param m
  *   The mbuf to be freed.
  */
-static inline void __attribute__((always_inline))
+static __rte_always_inline void
 rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
 {
-       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
+       RTE_ASSERT(!RTE_MBUF_CLONED(m) &&
+                 (!RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m) || RTE_MBUF_HAS_PINNED_EXTBUF(m)));
        RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
        RTE_ASSERT(m->next == NULL);
        RTE_ASSERT(m->nb_segs == 1);
@@ -842,97 +616,6 @@ rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
        rte_mempool_put(m->pool, m);
 }
 
-/* compat with older versions */
-__rte_deprecated
-static inline void
-__rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
-{
-       rte_mbuf_raw_free(m);
-}
-
-/* Operations on ctrl mbuf */
-
-/**
- * The control mbuf constructor.
- *
- * This function initializes some fields in an mbuf structure that are
- * not modified by the user once created (mbuf type, origin pool, buffer
- * start address, and so on). This function is given as a callback function
- * to rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
- *
- * @param mp
- *   The mempool from which the mbuf is allocated.
- * @param opaque_arg
- *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
- *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
- *   rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create().
- * @param m
- *   The mbuf to initialize.
- * @param i
- *   The index of the mbuf in the pool table.
- */
-void rte_ctrlmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
-               void *m, unsigned i);
-
-/**
- * Allocate a new mbuf (type is ctrl) from mempool *mp*.
- *
- * This new mbuf is initialized with data pointing to the beginning of
- * buffer, and with a length of zero.
- *
- * @param mp
- *   The mempool from which the mbuf is allocated.
- * @return
- *   - The pointer to the new mbuf on success.
- *   - NULL if allocation failed.
- */
-#define rte_ctrlmbuf_alloc(mp) rte_pktmbuf_alloc(mp)
-
-/**
- * Free a control mbuf back into its original mempool.
- *
- * @param m
- *   The control mbuf to be freed.
- */
-#define rte_ctrlmbuf_free(m) rte_pktmbuf_free(m)
-
-/**
- * A macro that returns the pointer to the carried data.
- *
- * The value that can be read or assigned.
- *
- * @param m
- *   The control mbuf.
- */
-#define rte_ctrlmbuf_data(m) ((char *)((m)->buf_addr) + (m)->data_off)
-
-/**
- * A macro that returns the length of the carried data.
- *
- * The value that can be read or assigned.
- *
- * @param m
- *   The control mbuf.
- */
-#define rte_ctrlmbuf_len(m) rte_pktmbuf_data_len(m)
-
-/**
- * Tests if an mbuf is a control mbuf
- *
- * @param m
- *   The mbuf to be tested
- * @return
- *   - True (1) if the mbuf is a control mbuf
- *   - False(0) otherwise
- */
-static inline int
-rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
-{
-       return !!(m->ol_flags & CTRL_MBUF_FLAG);
-}
-
-/* Operations on pkt mbuf */
-
 /**
  * The packet mbuf constructor.
  *
@@ -955,7 +638,6 @@ rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
 void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
                      void *m, unsigned i);
 
-
 /**
  * A  packet mbuf pool constructor.
  *
@@ -976,10 +658,99 @@ void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
 
 /**
- * Create a mbuf pool.
+ * Create a mbuf pool.
+ *
+ * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
+ * a wrapper to rte_mempool functions.
+ *
+ * @param name
+ *   The name of the mbuf pool.
+ * @param n
+ *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
+ *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
+ *   n = (2^q - 1).
+ * @param cache_size
+ *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
+ *   details.
+ * @param priv_size
+ *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
+ *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
+ * @param data_room_size
+ *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
+ * @param socket_id
+ *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
+ *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
+ *   reserved zone.
+ * @return
+ *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
+ *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
+ *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
+ *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
+ *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
+ *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
+ *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
+ *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
+ */
+struct rte_mempool *
+rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
+       unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
+       int socket_id);
+
+/**
+ * Create a mbuf pool with a given mempool ops name
+ *
+ * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
+ * a wrapper to rte_mempool functions.
+ *
+ * @param name
+ *   The name of the mbuf pool.
+ * @param n
+ *   The number of elements in the mbuf pool. The optimum size (in terms
+ *   of memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
+ *   n = (2^q - 1).
+ * @param cache_size
+ *   Size of the per-core object cache. See rte_mempool_create() for
+ *   details.
+ * @param priv_size
+ *   Size of application private are between the rte_mbuf structure
+ *   and the data buffer. This value must be aligned to RTE_MBUF_PRIV_ALIGN.
+ * @param data_room_size
+ *   Size of data buffer in each mbuf, including RTE_PKTMBUF_HEADROOM.
+ * @param socket_id
+ *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
+ *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
+ *   reserved zone.
+ * @param ops_name
+ *   The mempool ops name to be used for this mempool instead of
+ *   default mempool. The value can be *NULL* to use default mempool.
+ * @return
+ *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
+ *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
+ *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
+ *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
+ *    - EINVAL - cache size provided is too large, or priv_size is not aligned.
+ *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
+ *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
+ *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
+ */
+struct rte_mempool *
+rte_pktmbuf_pool_create_by_ops(const char *name, unsigned int n,
+       unsigned int cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
+       int socket_id, const char *ops_name);
+
+/** A structure that describes the pinned external buffer segment. */
+struct rte_pktmbuf_extmem {
+       void *buf_ptr;          /**< The virtual address of data buffer. */
+       rte_iova_t buf_iova;    /**< The IO address of the data buffer. */
+       size_t buf_len;         /**< External buffer length in bytes. */
+       uint16_t elt_size;      /**< mbuf element size in bytes. */
+};
+
+/**
+ * Create a mbuf pool with external pinned data buffers.
  *
- * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
- * a wrapper to rte_mempool functions.
+ * This function creates and initializes a packet mbuf pool that contains
+ * only mbufs with external buffer. It is a wrapper to rte_mempool functions.
  *
  * @param name
  *   The name of the mbuf pool.
@@ -999,6 +770,13 @@ void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
  *   The socket identifier where the memory should be allocated. The
  *   value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA constraint for the
  *   reserved zone.
+ * @param ext_mem
+ *   Pointer to the array of structures describing the external memory
+ *   for data buffers. It is caller responsibility to register this memory
+ *   with rte_extmem_register() (if needed), map this memory to appropriate
+ *   physical device, etc.
+ * @param ext_num
+ *   Number of elements in the ext_mem array.
  * @return
  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
@@ -1009,10 +787,13 @@ void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
  */
+__rte_experimental
 struct rte_mempool *
-rte_pktmbuf_pool_create(const char *name, unsigned n,
-       unsigned cache_size, uint16_t priv_size, uint16_t data_room_size,
-       int socket_id);
+rte_pktmbuf_pool_create_extbuf(const char *name, unsigned int n,
+       unsigned int cache_size, uint16_t priv_size,
+       uint16_t data_room_size, int socket_id,
+       const struct rte_pktmbuf_extmem *ext_mem,
+       unsigned int ext_num);
 
 /**
  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
@@ -1065,7 +846,8 @@ rte_pktmbuf_priv_size(struct rte_mempool *mp)
  */
 static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
 {
-       m->data_off = RTE_MIN(RTE_PKTMBUF_HEADROOM, (uint16_t)m->buf_len);
+       m->data_off = (uint16_t)RTE_MIN((uint16_t)RTE_PKTMBUF_HEADROOM,
+                                       (uint16_t)m->buf_len);
 }
 
 /**
@@ -1074,8 +856,10 @@ static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
  * The given mbuf must have only one segment.
  *
  * @param m
- *   The packet mbuf to be resetted.
+ *   The packet mbuf to be reset.
  */
+#define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
+
 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
 {
        m->next = NULL;
@@ -1084,9 +868,9 @@ static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
        m->vlan_tci = 0;
        m->vlan_tci_outer = 0;
        m->nb_segs = 1;
-       m->port = 0xff;
+       m->port = MBUF_INVALID_PORT;
 
-       m->ol_flags = 0;
+       m->ol_flags &= EXT_ATTACHED_MBUF;
        m->packet_type = 0;
        rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
 
@@ -1127,6 +911,7 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_alloc(struct rte_mempool *mp)
  *    Array size
  *  @return
  *   - 0: Success
+ *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no mbufs are retrieved.
  */
 static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
         struct rte_mbuf **mbufs, unsigned count)
@@ -1146,36 +931,211 @@ static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
        switch (count % 4) {
        case 0:
                while (idx != count) {
-                       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
-                       rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
                        rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
                        idx++;
+                       /* fall-through */
        case 3:
-                       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
-                       rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
                        rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
                        idx++;
+                       /* fall-through */
        case 2:
-                       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
-                       rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
                        rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
                        idx++;
+                       /* fall-through */
        case 1:
-                       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(mbufs[idx]) == 0);
-                       rte_mbuf_refcnt_set(mbufs[idx], 1);
+                       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(mbufs[idx]);
                        rte_pktmbuf_reset(mbufs[idx]);
                        idx++;
+                       /* fall-through */
                }
        }
        return 0;
 }
 
+/**
+ * Initialize shared data at the end of an external buffer before attaching
+ * to a mbuf by ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``. This is not a mandatory
+ * initialization but a helper function to simply spare a few bytes at the
+ * end of the buffer for shared data. If shared data is allocated
+ * separately, this should not be called but application has to properly
+ * initialize the shared data according to its need.
+ *
+ * Free callback and its argument is saved and the refcnt is set to 1.
+ *
+ * @warning
+ * The value of buf_len will be reduced to RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr)
+ * after this initialization. This shall be used for
+ * ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``
+ *
+ * @param buf_addr
+ *   The pointer to the external buffer.
+ * @param [in,out] buf_len
+ *   The pointer to length of the external buffer. Input value must be
+ *   larger than the size of ``struct rte_mbuf_ext_shared_info`` and
+ *   padding for alignment. If not enough, this function will return NULL.
+ *   Adjusted buffer length will be returned through this pointer.
+ * @param free_cb
+ *   Free callback function to call when the external buffer needs to be
+ *   freed.
+ * @param fcb_opaque
+ *   Argument for the free callback function.
+ *
+ * @return
+ *   A pointer to the initialized shared data on success, return NULL
+ *   otherwise.
+ */
+static inline struct rte_mbuf_ext_shared_info *
+rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
+       rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb, void *fcb_opaque)
+{
+       struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
+       void *buf_end = RTE_PTR_ADD(buf_addr, *buf_len);
+       void *addr;
+
+       addr = RTE_PTR_ALIGN_FLOOR(RTE_PTR_SUB(buf_end, sizeof(*shinfo)),
+                                  sizeof(uintptr_t));
+       if (addr <= buf_addr)
+               return NULL;
+
+       shinfo = (struct rte_mbuf_ext_shared_info *)addr;
+       shinfo->free_cb = free_cb;
+       shinfo->fcb_opaque = fcb_opaque;
+       rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
+
+       *buf_len = (uint16_t)RTE_PTR_DIFF(shinfo, buf_addr);
+       return shinfo;
+}
+
+/**
+ * Attach an external buffer to a mbuf.
+ *
+ * User-managed anonymous buffer can be attached to an mbuf. When attaching
+ * it, corresponding free callback function and its argument should be
+ * provided via shinfo. This callback function will be called once all the
+ * mbufs are detached from the buffer (refcnt becomes zero).
+ *
+ * The headroom length of the attaching mbuf will be set to zero and this
+ * can be properly adjusted after attachment. For example, ``rte_pktmbuf_adj()``
+ * or ``rte_pktmbuf_reset_headroom()`` might be used.
+ *
+ * Similarly, the packet length is initialized to 0. If the buffer contains
+ * data, the user has to adjust ``data_len`` and the ``pkt_len`` field of
+ * the mbuf accordingly.
+ *
+ * More mbufs can be attached to the same external buffer by
+ * ``rte_pktmbuf_attach()`` once the external buffer has been attached by
+ * this API.
+ *
+ * Detachment can be done by either ``rte_pktmbuf_detach_extbuf()`` or
+ * ``rte_pktmbuf_detach()``.
+ *
+ * Memory for shared data must be provided and user must initialize all of
+ * the content properly, especially free callback and refcnt. The pointer
+ * of shared data will be stored in m->shinfo.
+ * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
+ * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
+ * its argument and set the refcnt to 1. The following is an example:
+ *
+ *   struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo =
+ *          rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(buf_addr, &buf_len,
+ *                                             free_cb, fcb_arg);
+ *   rte_pktmbuf_attach_extbuf(m, buf_addr, buf_iova, buf_len, shinfo);
+ *   rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
+ *   rte_pktmbuf_adj(m, data_len);
+ *
+ * Attaching an external buffer is quite similar to mbuf indirection in
+ * replacing buffer addresses and length of a mbuf, but a few differences:
+ * - When an indirect mbuf is attached, refcnt of the direct mbuf would be
+ *   2 as long as the direct mbuf itself isn't freed after the attachment.
+ *   In such cases, the buffer area of a direct mbuf must be read-only. But
+ *   external buffer has its own refcnt and it starts from 1. Unless
+ *   multiple mbufs are attached to a mbuf having an external buffer, the
+ *   external buffer is writable.
+ * - There's no need to allocate buffer from a mempool. Any buffer can be
+ *   attached with appropriate free callback and its IO address.
+ * - Smaller metadata is required to maintain shared data such as refcnt.
+ *
+ * @param m
+ *   The pointer to the mbuf.
+ * @param buf_addr
+ *   The pointer to the external buffer.
+ * @param buf_iova
+ *   IO address of the external buffer.
+ * @param buf_len
+ *   The size of the external buffer.
+ * @param shinfo
+ *   User-provided memory for shared data of the external buffer.
+ */
+static inline void
+rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
+       rte_iova_t buf_iova, uint16_t buf_len,
+       struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo)
+{
+       /* mbuf should not be read-only */
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m) && rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1);
+       RTE_ASSERT(shinfo->free_cb != NULL);
+
+       m->buf_addr = buf_addr;
+       m->buf_iova = buf_iova;
+       m->buf_len = buf_len;
+
+       m->data_len = 0;
+       m->data_off = 0;
+
+       m->ol_flags |= EXT_ATTACHED_MBUF;
+       m->shinfo = shinfo;
+}
+
+/**
+ * Detach the external buffer attached to a mbuf, same as
+ * ``rte_pktmbuf_detach()``
+ *
+ * @param m
+ *   The mbuf having external buffer.
+ */
+#define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
+
+/**
+ * Copy dynamic fields from msrc to mdst.
+ *
+ * @param mdst
+ *   The destination mbuf.
+ * @param msrc
+ *   The source mbuf.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_dynfield_copy(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
+{
+       memcpy(&mdst->dynfield1, msrc->dynfield1, sizeof(mdst->dynfield1));
+}
+
+/* internal */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_copy_hdr(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
+{
+       mdst->port = msrc->port;
+       mdst->vlan_tci = msrc->vlan_tci;
+       mdst->vlan_tci_outer = msrc->vlan_tci_outer;
+       mdst->tx_offload = msrc->tx_offload;
+       mdst->hash = msrc->hash;
+       mdst->packet_type = msrc->packet_type;
+       mdst->timestamp = msrc->timestamp;
+       rte_mbuf_dynfield_copy(mdst, msrc);
+}
+
 /**
  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
  *
- * After attachment we refer the mbuf we attached as 'indirect',
- * while mbuf we attached to as 'direct'.
- * The direct mbuf's reference counter is incremented.
+ * If the mbuf we are attaching to isn't a direct buffer and is attached to
+ * an external buffer, the mbuf being attached will be attached to the
+ * external buffer instead of mbuf indirection.
+ *
+ * Otherwise, the mbuf will be indirectly attached. After attachment we
+ * refer the mbuf we attached as 'indirect', while mbuf we attached to as
+ * 'direct'.  The direct mbuf's reference counter is incremented.
  *
  * Right now, not supported:
  *  - attachment for already indirect mbuf (e.g. - mi has to be direct).
@@ -1189,79 +1149,169 @@ static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
  */
 static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
 {
-       struct rte_mbuf *md;
-
        RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(mi) &&
            rte_mbuf_refcnt_read(mi) == 1);
 
-       /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
-       if (RTE_MBUF_DIRECT(m))
-               md = m;
-       else
-               md = rte_mbuf_from_indirect(m);
+       if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
+               rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, 1);
+               mi->ol_flags = m->ol_flags;
+               mi->shinfo = m->shinfo;
+       } else {
+               /* if m is not direct, get the mbuf that embeds the data */
+               rte_mbuf_refcnt_update(rte_mbuf_from_indirect(m), 1);
+               mi->priv_size = m->priv_size;
+               mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
+       }
 
-       rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
-       mi->priv_size = m->priv_size;
-       mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
-       mi->buf_addr = m->buf_addr;
-       mi->buf_len = m->buf_len;
+       __rte_pktmbuf_copy_hdr(mi, m);
 
        mi->data_off = m->data_off;
        mi->data_len = m->data_len;
-       mi->port = m->port;
-       mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
-       mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
-       mi->tx_offload = m->tx_offload;
-       mi->hash = m->hash;
+       mi->buf_iova = m->buf_iova;
+       mi->buf_addr = m->buf_addr;
+       mi->buf_len = m->buf_len;
 
        mi->next = NULL;
        mi->pkt_len = mi->data_len;
        mi->nb_segs = 1;
-       mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
-       mi->packet_type = m->packet_type;
-       mi->timestamp = m->timestamp;
 
        __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
        __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
 }
 
 /**
- * Detach an indirect packet mbuf.
+ * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
+ *
+ * Decrement the reference counter of the external buffer. When the
+ * reference counter becomes 0, the buffer is freed by pre-registered
+ * callback.
+ */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_free_extbuf(struct rte_mbuf *m)
+{
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m));
+       RTE_ASSERT(m->shinfo != NULL);
+
+       if (rte_mbuf_ext_refcnt_update(m->shinfo, -1) == 0)
+               m->shinfo->free_cb(m->buf_addr, m->shinfo->fcb_opaque);
+}
+
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_detach().
+ *
+ * Decrement the direct mbuf's reference counter. When the reference
+ * counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
+ */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_free_direct(struct rte_mbuf *m)
+{
+       struct rte_mbuf *md;
+
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_CLONED(m));
+
+       md = rte_mbuf_from_indirect(m);
+
+       if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
+               md->next = NULL;
+               md->nb_segs = 1;
+               rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
+               rte_mbuf_raw_free(md);
+       }
+}
+
+/**
+ * Detach a packet mbuf from external buffer or direct buffer.
  *
+ *  - decrement refcnt and free the external/direct buffer if refcnt
+ *    becomes zero.
  *  - restore original mbuf address and length values.
  *  - reset pktmbuf data and data_len to their default values.
- *  - decrement the direct mbuf's reference counter. When the
- *  reference counter becomes 0, the direct mbuf is freed.
  *
  * All other fields of the given packet mbuf will be left intact.
  *
+ * If the packet mbuf was allocated from the pool with pinned
+ * external buffers the rte_pktmbuf_detach does nothing with the
+ * mbuf of this kind, because the pinned buffers are not supposed
+ * to be detached.
+ *
  * @param m
  *   The indirect attached packet mbuf.
  */
 static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
 {
-       struct rte_mbuf *md = rte_mbuf_from_indirect(m);
        struct rte_mempool *mp = m->pool;
-       uint32_t mbuf_size, buf_len, priv_size;
+       uint32_t mbuf_size, buf_len;
+       uint16_t priv_size;
 
+       if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m)) {
+               /*
+                * The mbuf has the external attached buffer,
+                * we should check the type of the memory pool where
+                * the mbuf was allocated from to detect the pinned
+                * external buffer.
+                */
+               uint32_t flags = rte_pktmbuf_priv_flags(mp);
+
+               if (flags & RTE_PKTMBUF_POOL_F_PINNED_EXT_BUF) {
+                       /*
+                        * The pinned external buffer should not be
+                        * detached from its backing mbuf, just exit.
+                        */
+                       return;
+               }
+               __rte_pktmbuf_free_extbuf(m);
+       } else {
+               __rte_pktmbuf_free_direct(m);
+       }
        priv_size = rte_pktmbuf_priv_size(mp);
-       mbuf_size = sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size;
+       mbuf_size = (uint32_t)(sizeof(struct rte_mbuf) + priv_size);
        buf_len = rte_pktmbuf_data_room_size(mp);
 
        m->priv_size = priv_size;
        m->buf_addr = (char *)m + mbuf_size;
-       m->buf_physaddr = rte_mempool_virt2phy(mp, m) + mbuf_size;
+       m->buf_iova = rte_mempool_virt2iova(m) + mbuf_size;
        m->buf_len = (uint16_t)buf_len;
        rte_pktmbuf_reset_headroom(m);
        m->data_len = 0;
        m->ol_flags = 0;
+}
 
-       if (rte_mbuf_refcnt_update(md, -1) == 0) {
-               md->next = NULL;
-               md->nb_segs = 1;
-               rte_mbuf_refcnt_set(md, 1);
-               rte_mbuf_raw_free(md);
-       }
+/**
+ * @internal Handle the packet mbufs with attached pinned external buffer
+ * on the mbuf freeing:
+ *
+ *  - return zero if reference counter in shinfo is one. It means there is
+ *  no more reference to this pinned buffer and mbuf can be returned to
+ *  the pool
+ *
+ *  - otherwise (if reference counter is not one), decrement reference
+ *  counter and return non-zero value to prevent freeing the backing mbuf.
+ *
+ * Returns non zero if mbuf should not be freed.
+ */
+static inline int __rte_pktmbuf_pinned_extbuf_decref(struct rte_mbuf *m)
+{
+       struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
+
+       /* Clear flags, mbuf is being freed. */
+       m->ol_flags = EXT_ATTACHED_MBUF;
+       shinfo = m->shinfo;
+
+       /* Optimize for performance - do not dec/reinit */
+       if (likely(rte_mbuf_ext_refcnt_read(shinfo) == 1))
+               return 0;
+
+       /*
+        * Direct usage of add primitive to avoid
+        * duplication of comparing with one.
+        */
+       if (likely(__atomic_add_fetch(&shinfo->refcnt, (uint16_t)-1,
+                                    __ATOMIC_ACQ_REL)))
+               return 1;
+
+       /* Reinitialize counter before mbuf freeing. */
+       rte_mbuf_ext_refcnt_set(shinfo, 1);
+       return 0;
 }
 
 /**
@@ -1278,16 +1328,20 @@ static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
  *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
  *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
  */
-__attribute__((always_inline))
-static inline struct rte_mbuf *
+static __rte_always_inline struct rte_mbuf *
 rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
 {
        __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
 
        if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
 
-               if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
+               if (!RTE_MBUF_DIRECT(m)) {
                        rte_pktmbuf_detach(m);
+                       if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m) &&
+                           RTE_MBUF_HAS_PINNED_EXTBUF(m) &&
+                           __rte_pktmbuf_pinned_extbuf_decref(m))
+                               return NULL;
+               }
 
                if (m->next != NULL) {
                        m->next = NULL;
@@ -1296,11 +1350,15 @@ rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
 
                return m;
 
-       } else if (rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, -1) == 0) {
-
+       } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
 
-               if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
+               if (!RTE_MBUF_DIRECT(m)) {
                        rte_pktmbuf_detach(m);
+                       if (RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(m) &&
+                           RTE_MBUF_HAS_PINNED_EXTBUF(m) &&
+                           __rte_pktmbuf_pinned_extbuf_decref(m))
+                               return NULL;
+               }
 
                if (m->next != NULL) {
                        m->next = NULL;
@@ -1313,14 +1371,6 @@ rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
        return NULL;
 }
 
-/* deprecated, replaced by rte_pktmbuf_prefree_seg() */
-__rte_deprecated
-static inline struct rte_mbuf *
-__rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
-{
-       return rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
-}
-
 /**
  * Free a segment of a packet mbuf into its original mempool.
  *
@@ -1330,7 +1380,7 @@ __rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
  * @param m
  *   The packet mbuf segment to be freed.
  */
-static inline void __attribute__((always_inline))
+static __rte_always_inline void
 rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
 {
        m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
@@ -1345,13 +1395,14 @@ rte_pktmbuf_free_seg(struct rte_mbuf *m)
  * segment is added back into its original mempool.
  *
  * @param m
- *   The packet mbuf to be freed.
+ *   The packet mbuf to be freed. If NULL, the function does nothing.
  */
 static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
 {
        struct rte_mbuf *m_next;
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
+       if (m != NULL)
+               __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
 
        while (m != NULL) {
                m_next = m->next;
@@ -1361,7 +1412,22 @@ static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
 }
 
 /**
- * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
+ * Free a bulk of packet mbufs back into their original mempools.
+ *
+ * Free a bulk of mbufs, and all their segments in case of chained buffers.
+ * Each segment is added back into its original mempool.
+ *
+ *  @param mbufs
+ *    Array of pointers to packet mbufs.
+ *    The array may contain NULL pointers.
+ *  @param count
+ *    Array size.
+ */
+__rte_experimental
+void rte_pktmbuf_free_bulk(struct rte_mbuf **mbufs, unsigned int count);
+
+/**
+ * Create a "clone" of the given packet mbuf.
  *
  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
@@ -1377,42 +1443,34 @@ static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
  *   - NULL if allocation fails.
  */
-static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
-               struct rte_mempool *mp)
-{
-       struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
-       uint32_t pktlen;
-       uint8_t nseg;
-
-       if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
-               return NULL;
-
-       mi = mc;
-       prev = &mi->next;
-       pktlen = md->pkt_len;
-       nseg = 0;
-
-       do {
-               nseg++;
-               rte_pktmbuf_attach(mi, md);
-               *prev = mi;
-               prev = &mi->next;
-       } while ((md = md->next) != NULL &&
-           (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
-
-       *prev = NULL;
-       mc->nb_segs = nseg;
-       mc->pkt_len = pktlen;
-
-       /* Allocation of new indirect segment failed */
-       if (unlikely (mi == NULL)) {
-               rte_pktmbuf_free(mc);
-               return NULL;
-       }
+struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md, struct rte_mempool *mp);
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
-       return mc;
-}
+/**
+ * Create a full copy of a given packet mbuf.
+ *
+ * Copies all the data from a given packet mbuf to a newly allocated
+ * set of mbufs. The private data are is not copied.
+ *
+ * @param m
+ *   The packet mbuf to be copiedd.
+ * @param mp
+ *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
+ * @param offset
+ *   The number of bytes to skip before copying.
+ *   If the mbuf does not have that many bytes, it is an error
+ *   and NULL is returned.
+ * @param length
+ *   The upper limit on bytes to copy.  Passing UINT32_MAX
+ *   means all data (after offset).
+ * @return
+ *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
+ *   - NULL if allocation fails.
+ */
+__rte_experimental
+struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_copy(const struct rte_mbuf *m, struct rte_mempool *mp,
+                uint32_t offset, uint32_t length);
 
 /**
  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
@@ -1444,7 +1502,7 @@ static inline void rte_pktmbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t v)
  */
 static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
        return m->data_off;
 }
 
@@ -1458,7 +1516,7 @@ static inline uint16_t rte_pktmbuf_headroom(const struct rte_mbuf *m)
  */
 static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
 {
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
+       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
        return (uint16_t)(m->buf_len - rte_pktmbuf_headroom(m) -
                          m->data_len);
 }
@@ -1473,65 +1531,18 @@ static inline uint16_t rte_pktmbuf_tailroom(const struct rte_mbuf *m)
  */
 static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
 {
-       struct rte_mbuf *m2 = (struct rte_mbuf *)m;
-
        __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
-       while (m2->next != NULL)
-               m2 = m2->next;
-       return m2;
+       while (m->next != NULL)
+               m = m->next;
+       return m;
 }
 
-/**
- * A macro that points to an offset into the data in the mbuf.
- *
- * The returned pointer is cast to type t. Before using this
- * function, the user must ensure that the first segment is large
- * enough to accommodate its data.
- *
- * @param m
- *   The packet mbuf.
- * @param o
- *   The offset into the mbuf data.
- * @param t
- *   The type to cast the result into.
- */
-#define rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, o)       \
-       ((t)((char *)(m)->buf_addr + (m)->data_off + (o)))
-
-/**
- * A macro that points to the start of the data in the mbuf.
- *
- * The returned pointer is cast to type t. Before using this
- * function, the user must ensure that the first segment is large
- * enough to accommodate its data.
- *
- * @param m
- *   The packet mbuf.
- * @param t
- *   The type to cast the result into.
- */
-#define rte_pktmbuf_mtod(m, t) rte_pktmbuf_mtod_offset(m, t, 0)
-
-/**
- * A macro that returns the physical address that points to an offset of the
- * start of the data in the mbuf
- *
- * @param m
- *   The packet mbuf.
- * @param o
- *   The offset into the data to calculate address from.
- */
+/* deprecated */
 #define rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, o) \
-       (phys_addr_t)((m)->buf_physaddr + (m)->data_off + (o))
+       rte_pktmbuf_iova_offset(m, o)
 
-/**
- * A macro that returns the physical address that points to the start of the
- * data in the mbuf
- *
- * @param m
- *   The packet mbuf.
- */
-#define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_mtophys_offset(m, 0)
+/* deprecated */
+#define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
 
 /**
  * A macro that returns the length of the packet.
@@ -1576,7 +1587,10 @@ static inline char *rte_pktmbuf_prepend(struct rte_mbuf *m,
        if (unlikely(len > rte_pktmbuf_headroom(m)))
                return NULL;
 
-       m->data_off -= len;
+       /* NB: elaborating the subtraction like this instead of using
+        *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
+        *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
+       m->data_off = (uint16_t)(m->data_off - len);
        m->data_len = (uint16_t)(m->data_len + len);
        m->pkt_len  = (m->pkt_len + len);
 
@@ -1636,8 +1650,11 @@ static inline char *rte_pktmbuf_adj(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
        if (unlikely(len > m->data_len))
                return NULL;
 
+       /* NB: elaborating the addition like this instead of using
+        *     += allows us to ensure the result type is uint16_t
+        *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
        m->data_len = (uint16_t)(m->data_len - len);
-       m->data_off += len;
+       m->data_off = (uint16_t)(m->data_off + len);
        m->pkt_len  = (m->pkt_len - len);
        return (char *)m->buf_addr + m->data_off;
 }
@@ -1683,7 +1700,7 @@ static inline int rte_pktmbuf_trim(struct rte_mbuf *m, uint16_t len)
 static inline int rte_pktmbuf_is_contiguous(const struct rte_mbuf *m)
 {
        __rte_mbuf_sanity_check(m, 1);
-       return !!(m->nb_segs == 1);
+       return m->nb_segs == 1;
 }
 
 /**
@@ -1706,7 +1723,7 @@ const void *__rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m, uint32_t off,
  * @param len
  *   The amount of bytes to read.
  * @param buf
- *   The buffer where data is copied if it is not contigous in mbuf
+ *   The buffer where data is copied if it is not contiguous in mbuf
  *   data. Its length should be at least equal to the len parameter.
  * @return
  *   The pointer to the data, either in the mbuf if it is contiguous,
@@ -1735,22 +1752,25 @@ static inline const void *rte_pktmbuf_read(const struct rte_mbuf *m,
  *
  * @return
  *   - 0, on success.
- *   - -EOVERFLOW, if the chain is full (256 entries)
+ *   - -EOVERFLOW, if the chain segment limit exceeded
  */
 static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail)
 {
        struct rte_mbuf *cur_tail;
 
        /* Check for number-of-segments-overflow */
-       if (head->nb_segs + tail->nb_segs >= 1 << (sizeof(head->nb_segs) * 8))
+       if (head->nb_segs + tail->nb_segs > RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS)
                return -EOVERFLOW;
 
        /* Chain 'tail' onto the old tail */
        cur_tail = rte_pktmbuf_lastseg(head);
        cur_tail->next = tail;
 
-       /* accumulate number of segments and total length. */
-       head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
+       /* accumulate number of segments and total length.
+        * NB: elaborating the addition like this instead of using
+        *     -= allows us to ensure the result type is uint16_t
+        *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
+       head->nb_segs = (uint16_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
        head->pkt_len += tail->pkt_len;
 
        /* pkt_len is only set in the head */
@@ -1759,6 +1779,43 @@ static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail
        return 0;
 }
 
+/*
+ * @warning
+ * @b EXPERIMENTAL: This API may change without prior notice.
+ *
+ * For given input values generate raw tx_offload value.
+ * Note that it is caller responsibility to make sure that input parameters
+ * don't exceed maximum bit-field values.
+ * @param il2
+ *   l2_len value.
+ * @param il3
+ *   l3_len value.
+ * @param il4
+ *   l4_len value.
+ * @param tso
+ *   tso_segsz value.
+ * @param ol3
+ *   outer_l3_len value.
+ * @param ol2
+ *   outer_l2_len value.
+ * @param unused
+ *   unused value.
+ * @return
+ *   raw tx_offload value.
+ */
+static __rte_always_inline uint64_t
+rte_mbuf_tx_offload(uint64_t il2, uint64_t il3, uint64_t il4, uint64_t tso,
+       uint64_t ol3, uint64_t ol2, uint64_t unused)
+{
+       return il2 << RTE_MBUF_L2_LEN_OFS |
+               il3 << RTE_MBUF_L3_LEN_OFS |
+               il4 << RTE_MBUF_L4_LEN_OFS |
+               tso << RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS |
+               ol3 << RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS |
+               ol2 << RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS |
+               unused << RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_OFS;
+}
+
 /**
  * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
  *
@@ -1773,19 +1830,11 @@ static inline int
 rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
 {
        uint64_t ol_flags = m->ol_flags;
-       uint64_t inner_l3_offset = m->l2_len;
 
        /* Does packet set any of available offloads? */
        if (!(ol_flags & PKT_TX_OFFLOAD_MASK))
                return 0;
 
-       if (ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM)
-               inner_l3_offset += m->outer_l2_len + m->outer_l3_len;
-
-       /* Headers are fragmented */
-       if (rte_pktmbuf_data_len(m) < inner_l3_offset + m->l3_len + m->l4_len)
-               return -ENOTSUP;
-
        /* IP checksum can be counted only for IPv4 packet */
        if ((ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM) && (ol_flags & PKT_TX_IPV6))
                return -EINVAL;
@@ -1810,6 +1859,11 @@ rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
        return 0;
 }
 
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_linearize().
+ */
+int __rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf);
+
 /**
  * Linearize data in mbuf.
  *
@@ -1825,40 +1879,9 @@ rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
 static inline int
 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
 {
-       int seg_len, copy_len;
-       struct rte_mbuf *m;
-       struct rte_mbuf *m_next;
-       char *buffer;
-
        if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
                return 0;
-
-       /* Extend first segment to the total packet length */
-       copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
-
-       if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
-               return -1;
-
-       buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
-       mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
-
-       /* Append data from next segments to the first one */
-       m = mbuf->next;
-       while (m != NULL) {
-               m_next = m->next;
-
-               seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
-               rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
-               buffer += seg_len;
-
-               rte_pktmbuf_free_seg(m);
-               m = m_next;
-       }
-
-       mbuf->next = NULL;
-       mbuf->nb_segs = 1;
-
-       return 0;
+       return __rte_pktmbuf_linearize(mbuf);
 }
 
 /**
@@ -1877,6 +1900,109 @@ rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
  */
 void rte_pktmbuf_dump(FILE *f, const struct rte_mbuf *m, unsigned dump_len);
 
+/**
+ * Get the value of mbuf sched queue_id field.
+ */
+static inline uint32_t
+rte_mbuf_sched_queue_get(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       return m->hash.sched.queue_id;
+}
+
+/**
+ * Get the value of mbuf sched traffic_class field.
+ */
+static inline uint8_t
+rte_mbuf_sched_traffic_class_get(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       return m->hash.sched.traffic_class;
+}
+
+/**
+ * Get the value of mbuf sched color field.
+ */
+static inline uint8_t
+rte_mbuf_sched_color_get(const struct rte_mbuf *m)
+{
+       return m->hash.sched.color;
+}
+
+/**
+ * Get the values of mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
+ *
+ * @param m
+ *   Mbuf to read
+ * @param queue_id
+ *  Returns the queue id
+ * @param traffic_class
+ *  Returns the traffic class id
+ * @param color
+ *  Returns the colour id
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_get(const struct rte_mbuf *m, uint32_t *queue_id,
+                       uint8_t *traffic_class,
+                       uint8_t *color)
+{
+       struct rte_mbuf_sched sched = m->hash.sched;
+
+       *queue_id = sched.queue_id;
+       *traffic_class = sched.traffic_class;
+       *color = sched.color;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched queue_id to the defined value.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_queue_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id)
+{
+       m->hash.sched.queue_id = queue_id;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched traffic_class id to the defined value.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_traffic_class_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t traffic_class)
+{
+       m->hash.sched.traffic_class = traffic_class;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched color id to the defined value.
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_color_set(struct rte_mbuf *m, uint8_t color)
+{
+       m->hash.sched.color = color;
+}
+
+/**
+ * Set the mbuf sched queue_id, traffic_class and color.
+ *
+ * @param m
+ *   Mbuf to set
+ * @param queue_id
+ *  Queue id value to be set
+ * @param traffic_class
+ *  Traffic class id value to be set
+ * @param color
+ *  Color id to be set
+ */
+static inline void
+rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
+                       uint8_t traffic_class,
+                       uint8_t color)
+{
+       m->hash.sched = (struct rte_mbuf_sched){
+                               .queue_id = queue_id,
+                               .traffic_class = traffic_class,
+                               .color = color,
+                               .reserved = 0,
+                       };
+}
+
 #ifdef __cplusplus
 }
 #endif