mbuf: fix NULL freeing when debug enabled
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
index f5eedda..ba3bfa8 100644 (file)
  * buffers. The message buffers are stored in a mempool, using the
  * RTE mempool library.
  *
- * This library provide an API to allocate/free packet mbufs, which are
+ * The preferred way to create a mbuf pool is to use
+ * rte_pktmbuf_pool_create(). However, in some situations, an
+ * application may want to have more control (ex: populate the pool with
+ * specific memory), in this case it is possible to use functions from
+ * rte_mempool. See how rte_pktmbuf_pool_create() is implemented for
+ * details.
+ *
+ * This library provides an API to allocate/free packet mbufs, which are
  * used to carry network packets.
  *
  * To understand the concepts of packet buffers or mbufs, you
@@ -55,6 +62,7 @@
 
 #include <stdint.h>
 #include <rte_common.h>
+#include <rte_config.h>
 #include <rte_mempool.h>
 #include <rte_memory.h>
 #include <rte_atomic.h>
@@ -82,12 +90,13 @@ extern "C" {
  */
 
 /**
- * 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.
+ * The RX packet is a 802.1q VLAN packet, and the tci has been
+ * saved in in mbuf->vlan_tci.
+ * If the flag PKT_RX_VLAN_STRIPPED is also present, the VLAN
+ * header has been stripped from mbuf data, else it is still
+ * present.
  */
-#define PKT_RX_VLAN_PKT      (1ULL << 0)
+#define PKT_RX_VLAN          (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. */
@@ -116,6 +125,7 @@ extern "C" {
  * 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.
+ * When PKT_RX_VLAN_STRIPPED is set, PKT_RX_VLAN must also be set.
  */
 #define PKT_RX_VLAN_STRIPPED (1ULL << 6)
 
@@ -158,18 +168,12 @@ extern "C" {
  * 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.
+ * configuration of the PMD. If this flag is set,
+ * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
+ * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) 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
@@ -177,10 +181,52 @@ extern "C" {
  */
 #define PKT_RX_LRO           (1ULL << 16)
 
+/**
+ * Indicate that the timestamp field in the mbuf is valid.
+ */
+#define PKT_RX_TIMESTAMP     (1ULL << 17)
+
+/**
+ * Indicate that security offload processing was applied on the RX packet.
+ */
+#define PKT_RX_SEC_OFFLOAD             (1ULL << 18)
+
+/**
+ * Indicate that security offload processing failed on the RX packet.
+ */
+#define PKT_RX_SEC_OFFLOAD_FAILED      (1ULL << 19)
+
+/**
+ * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
+ * saved in in mbuf->vlan_tci_outer.
+ * If the flag PKT_RX_QINQ_STRIPPED is also present, both VLANs
+ * headers have been stripped from mbuf data, else they are still
+ * present.
+ */
+#define PKT_RX_QINQ          (1ULL << 20)
+
 /* add new RX flags here */
 
 /* add new TX flags here */
 
+/**
+ * UDP Fragmentation Offload flag. This flag is used for enabling UDP
+ * fragmentation in SW or in HW. When use UFO, mbuf->tso_segsz is used
+ * to store the MSS of UDP fragments.
+ */
+#define PKT_TX_UDP_SEG (1ULL << 42)
+
+/**
+ * Request security offload processing on the TX packet.
+ */
+#define PKT_TX_SEC_OFFLOAD             (1ULL << 43)
+
+/**
+ * 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
@@ -190,6 +236,8 @@ extern "C" {
 #define PKT_TX_TUNNEL_GRE     (0x2ULL << 45)
 #define PKT_TX_TUNNEL_IPIP    (0x3ULL << 45)
 #define PKT_TX_TUNNEL_GENEVE  (0x4ULL << 45)
+/**< TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
+#define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
 /* add new TX TUNNEL type here */
 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
 
@@ -283,6 +331,22 @@ extern "C" {
  */
 #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 |          \
+               PKT_TX_SEC_OFFLOAD)
+
 #define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
 
 #define IND_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 62) /**< Indirect attached mbuf */
@@ -370,16 +434,25 @@ struct rte_mbuf {
        MARKER cacheline0;
 
        void *buf_addr;           /**< Virtual address of segment buffer. */
-       phys_addr_t buf_physaddr; /**< Physical address of segment buffer. */
-
-       uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
+       /**
+        * Physical address of segment buffer.
+        * Force alignment to 8-bytes, so as to ensure we have the exact
+        * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
+        * working on vector drivers easier.
+        */
+       RTE_STD_C11
+       union {
+               rte_iova_t buf_iova;
+               rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
+       } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
 
-       /* next 6 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
-       MARKER8 rearm_data;
+       /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
+       MARKER64 rearm_data;
        uint16_t data_off;
 
        /**
-        * 16-bit Reference counter.
+        * 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,
@@ -391,8 +464,10 @@ struct rte_mbuf {
                rte_atomic16_t refcnt_atomic; /**< Atomically accessed refcnt */
                uint16_t refcnt;              /**< Non-atomically accessed refcnt */
        };
-       uint8_t nb_segs;          /**< Number of segments. */
-       uint8_t port;             /**< Input port. */
+       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. */
 
@@ -414,8 +489,21 @@ struct rte_mbuf {
                        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. */
+                       RTE_STD_C11
+                       union {
+                               uint8_t inner_esp_next_proto;
+                               /**< ESP next protocol type, valid if
+                                * RTE_PTYPE_TUNNEL_ESP tunnel type is set
+                                * on both Tx and Rx.
+                                */
+                               __extension__
+                               struct {
+                                       uint8_t inner_l2_type:4;
+                                       /**< Inner L2 type. */
+                                       uint8_t inner_l3_type:4;
+                                       /**< Inner L3 type. */
+                               };
+                       };
                        uint32_t inner_l4_type:4; /**< Inner L4 type. */
                };
        };
@@ -448,11 +536,16 @@ struct rte_mbuf {
                uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
        } hash;                   /**< hash information */
 
-       uint32_t seqn; /**< Sequence number. See also rte_reorder_insert() */
-
        /** 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;
 
@@ -493,8 +586,15 @@ struct rte_mbuf {
 
        /** Timesync flags for use with IEEE1588. */
        uint16_t timesync;
+
+       /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
+       uint32_t seqn;
+
 } __rte_cache_aligned;
 
+/**< Maximum number of nb_segs allowed. */
+#define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS   UINT16_MAX
+
 /**
  * Prefetch the first part of the mbuf
  *
@@ -536,21 +636,28 @@ 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
@@ -559,12 +666,19 @@ 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);
 }
 
 /**
@@ -658,6 +772,13 @@ rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
        rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, new_value);
 }
 
+/* internal */
+static inline uint16_t
+__rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
+{
+       return (uint16_t)(rte_atomic16_add_return(&m->refcnt_atomic, value));
+}
+
 /**
  * Adds given value to an mbuf's refcnt and returns its new value.
  * @param m
@@ -682,19 +803,26 @@ rte_mbuf_refcnt_update(struct rte_mbuf *m, int16_t value)
                return 1 + 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);
 }
 
 /**
@@ -739,14 +867,26 @@ rte_mbuf_refcnt_set(struct rte_mbuf *m, uint16_t new_value)
 void
 rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
 
+#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 unitialized mbuf from mempool *mp*.
+ * 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_iova, buf_len, refcnt=1, nb_segs=1,
+ * next=NULL, pool, priv_size. The other fields must be initialized
+ * by the caller.
+ *
  * @param mp
  *   The mempool from which mbuf is allocated.
  * @return
@@ -756,33 +896,46 @@ 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) == 0);
-       rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
-       __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
-
+       MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
        return m;
 }
 
 /**
- * @internal Put mbuf back into its original mempool.
- * The use of that function is reserved for RTE internal needs.
- * Please use rte_pktmbuf_free().
+ * Put mbuf back into its original mempool.
+ *
+ * The caller must ensure that the mbuf is direct and properly
+ * reinitialized (refcnt=1, next=NULL, nb_segs=1), as done by
+ * rte_pktmbuf_prefree_seg().
+ *
+ * This function should be used with care, when optimization is
+ * required. For standard needs, prefer rte_pktmbuf_free() or
+ * rte_pktmbuf_free_seg().
  *
  * @param m
  *   The mbuf to be freed.
  */
-static inline void __attribute__((always_inline))
-__rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
+static __rte_always_inline void
+rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
 {
-       RTE_ASSERT(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 0);
+       RTE_ASSERT(RTE_MBUF_DIRECT(m));
+       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);
        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 */
 
 /**
@@ -791,14 +944,14 @@ __rte_mbuf_raw_free(struct rte_mbuf *m)
  * 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_create() at pool creation time.
+ * 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 comes from the ``init_arg``
- *   parameter of rte_mempool_create().
+ *   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
@@ -872,14 +1025,14 @@ rte_is_ctrlmbuf(struct rte_mbuf *m)
  * This function initializes some fields in the mbuf structure that are
  * not modified by the user once created (origin pool, buffer start
  * address, and so on). This function is given as a callback function to
- * rte_mempool_create() at pool creation time.
+ * rte_mempool_obj_iter() or rte_mempool_create() at pool creation time.
  *
  * @param mp
  *   The mempool from which mbufs originate.
  * @param opaque_arg
  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
- *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
- *   parameter of rte_mempool_create().
+ *   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
@@ -894,7 +1047,8 @@ void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
  *
  * This function initializes the mempool private data in the case of a
  * pktmbuf pool. This private data is needed by the driver. The
- * function is given as a callback function to rte_mempool_create() at
+ * function must be called on the mempool before it is used, or it
+ * can be given as a callback function to rte_mempool_create() at
  * pool creation. It can be extended by the user, for example, to
  * provide another packet size.
  *
@@ -902,8 +1056,8 @@ void rte_pktmbuf_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg,
  *   The mempool from which mbufs originate.
  * @param opaque_arg
  *   A pointer that can be used by the user to retrieve useful information
- *   for mbuf initialization. This pointer comes from the ``init_arg``
- *   parameter of rte_mempool_create().
+ *   for mbuf initialization. This pointer is the opaque argument passed to
+ *   rte_mempool_create().
  */
 void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
 
@@ -911,8 +1065,7 @@ void rte_pktmbuf_pool_init(struct rte_mempool *mp, void *opaque_arg);
  * Create a mbuf pool.
  *
  * This function creates and initializes a packet mbuf pool. It is
- * a wrapper to rte_mempool_create() with the proper packet constructor
- * and mempool constructor.
+ * a wrapper to rte_mempool functions.
  *
  * @param name
  *   The name of the mbuf pool.
@@ -1009,6 +1162,8 @@ static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
  * @param m
  *   The packet mbuf to be resetted.
  */
+#define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
+
 static inline void rte_pktmbuf_reset(struct rte_mbuf *m)
 {
        m->next = NULL;
@@ -1017,7 +1172,7 @@ 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->packet_type = 0;
@@ -1060,6 +1215,7 @@ 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)
@@ -1079,25 +1235,25 @@ 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;
@@ -1135,11 +1291,10 @@ static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
 
        rte_mbuf_refcnt_update(md, 1);
        mi->priv_size = m->priv_size;
-       mi->buf_physaddr = m->buf_physaddr;
+       mi->buf_iova = m->buf_iova;
        mi->buf_addr = m->buf_addr;
        mi->buf_len = m->buf_len;
 
-       mi->next = m->next;
        mi->data_off = m->data_off;
        mi->data_len = m->data_len;
        mi->port = m->port;
@@ -1153,6 +1308,7 @@ static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
        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);
@@ -1183,30 +1339,75 @@ static inline void rte_pktmbuf_detach(struct rte_mbuf *m)
 
        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)
-               __rte_mbuf_raw_free(md);
+       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);
+       }
 }
 
-static inline struct rte_mbuf* __attribute__((always_inline))
-__rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
+/**
+ * Decrease reference counter and unlink a mbuf segment
+ *
+ * This function does the same than a free, except that it does not
+ * return the segment to its pool.
+ * It decreases the reference counter, and if it reaches 0, it is
+ * detached from its parent for an indirect mbuf.
+ *
+ * @param m
+ *   The mbuf to be unlinked
+ * @return
+ *   - (m) if it is the last reference. It can be recycled or freed.
+ *   - (NULL) if the mbuf still has remaining references on it.
+ */
+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_update(m, -1) == 0)) {
-               /* if this is an indirect mbuf, it is detached. */
+       if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
+
                if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
                        rte_pktmbuf_detach(m);
+
+               if (m->next != NULL) {
+                       m->next = NULL;
+                       m->nb_segs = 1;
+               }
+
+               return m;
+
+       } else if (__rte_mbuf_refcnt_update(m, -1) == 0) {
+
+               if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
+                       rte_pktmbuf_detach(m);
+
+               if (m->next != NULL) {
+                       m->next = NULL;
+                       m->nb_segs = 1;
+               }
+               rte_mbuf_refcnt_set(m, 1);
+
                return 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.
  *
@@ -1216,13 +1417,12 @@ __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)
 {
-       if (likely(NULL != (m = __rte_pktmbuf_prefree_seg(m)))) {
-               m->next = NULL;
-               __rte_mbuf_raw_free(m);
-       }
+       m = rte_pktmbuf_prefree_seg(m);
+       if (likely(m != NULL))
+               rte_mbuf_raw_free(m);
 }
 
 /**
@@ -1232,13 +1432,14 @@ 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;
@@ -1269,7 +1470,7 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
 {
        struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
        uint32_t pktlen;
-       uint8_t nseg;
+       uint16_t nseg;
 
        if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
                return NULL;
@@ -1331,7 +1532,7 @@ 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;
 }
 
@@ -1345,7 +1546,7 @@ 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);
 }
@@ -1360,12 +1561,10 @@ 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;
 }
 
 /**
@@ -1400,7 +1599,7 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
 #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
+ * A macro that returns the IO address that points to an offset of the
  * start of the data in the mbuf
  *
  * @param m
@@ -1408,17 +1607,24 @@ static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_lastseg(struct rte_mbuf *m)
  * @param o
  *   The offset into the data to calculate address from.
  */
+#define rte_pktmbuf_iova_offset(m, o) \
+       (rte_iova_t)((m)->buf_iova + (m)->data_off + (o))
+
+/* 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
+ * A macro that returns the IO 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)
+#define rte_pktmbuf_iova(m) rte_pktmbuf_iova_offset(m, 0)
+
+/* deprecated */
+#define rte_pktmbuf_mtophys(m) rte_pktmbuf_iova(m)
 
 /**
  * A macro that returns the length of the packet.
@@ -1593,7 +1799,7 @@ 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,
@@ -1622,14 +1828,14 @@ 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 */
@@ -1637,7 +1843,7 @@ static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail
        cur_tail->next = tail;
 
        /* accumulate number of segments and total length. */
-       head->nb_segs = (uint8_t)(head->nb_segs + tail->nb_segs);
+       head->nb_segs += tail->nb_segs;
        head->pkt_len += tail->pkt_len;
 
        /* pkt_len is only set in the head */
@@ -1647,7 +1853,109 @@ static inline int rte_pktmbuf_chain(struct rte_mbuf *head, struct rte_mbuf *tail
 }
 
 /**
- * Dump an mbuf structure to the console.
+ * Validate general requirements for Tx offload in mbuf.
+ *
+ * This function checks correctness and completeness of Tx offload settings.
+ *
+ * @param m
+ *   The packet mbuf to be validated.
+ * @return
+ *   0 if packet is valid
+ */
+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;
+
+       /* IP type not set when required */
+       if (ol_flags & (PKT_TX_L4_MASK | PKT_TX_TCP_SEG))
+               if (!(ol_flags & (PKT_TX_IPV4 | PKT_TX_IPV6)))
+                       return -EINVAL;
+
+       /* Check requirements for TSO packet */
+       if (ol_flags & PKT_TX_TCP_SEG)
+               if ((m->tso_segsz == 0) ||
+                               ((ol_flags & PKT_TX_IPV4) &&
+                               !(ol_flags & PKT_TX_IP_CKSUM)))
+                       return -EINVAL;
+
+       /* PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM set for non outer IPv4 packet. */
+       if ((ol_flags & PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM) &&
+                       !(ol_flags & PKT_TX_OUTER_IPV4))
+               return -EINVAL;
+
+       return 0;
+}
+
+/**
+ * Linearize data in mbuf.
+ *
+ * This function moves the mbuf data in the first segment if there is enough
+ * tailroom. The subsequent segments are unchained and freed.
+ *
+ * @param mbuf
+ *   mbuf to linearize
+ * @return
+ *   - 0, on success
+ *   - -1, on error
+ */
+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;
+}
+
+/**
+ * Dump an mbuf structure to a file.
  *
  * Dump all fields for the given packet mbuf and all its associated
  * segments (in the case of a chained buffer).