mbuf: add function to generate raw Tx offload value
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
index 8aac027..f7886dc 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>
 
 #ifdef __cplusplus
@@ -167,7 +141,7 @@ 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,
+ * configuration of the PMD.
  * When PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set, the flags (PKT_RX_VLAN |
  * PKT_RX_VLAN_STRIPPED | PKT_RX_QINQ) must also be set.
  */
@@ -197,17 +171,60 @@ extern "C" {
 
 /**
  * The RX packet is a double VLAN, and the outer tci has been
- * saved in in mbuf->vlan_tci_outer.
+ * saved in in mbuf->vlan_tci_outer. If PKT_RX_QINQ set, PKT_RX_VLAN
+ * also should be set and inner tci should be saved to mbuf->vlan_tci.
  * 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)
 
+/**
+ * Mask of bits used to determine the status of outer RX L4 checksum.
+ * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN: no info about the outer RX L4 checksum
+ * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD: the outer L4 checksum in the packet is wrong
+ * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD: the outer L4 checksum in the packet is valid
+ * - PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID: invalid outer L4 checksum state.
+ *
+ * The detection of PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD shall be based on the given
+ * HW capability, At minimum, the PMD should support
+ * PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN and PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD states
+ * if the DEV_RX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload is available.
+ */
+#define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_MASK     ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
+
+#define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_UNKNOWN  0
+#define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_BAD      (1ULL << 21)
+#define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_GOOD     (1ULL << 22)
+#define PKT_RX_OUTER_L4_CKSUM_INVALID  ((1ULL << 21) | (1ULL << 22))
+
 /* add new RX flags here */
 
 /* add new TX flags here */
 
+/**
+ * Indicate that the metadata field in the mbuf is in use.
+ */
+#define PKT_TX_METADATA        (1ULL << 40)
+
+/**
+ * Outer UDP checksum offload flag. This flag is used for enabling
+ * outer UDP checksum in PMD. To use outer UDP checksum, the user needs to
+ * 1) Enable the following in mbuff,
+ * a) Fill outer_l2_len and outer_l3_len in mbuf.
+ * b) Set the PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM flag.
+ * c) Set the PKT_TX_OUTER_IPV4 or PKT_TX_OUTER_IPV6 flag.
+ * 2) Configure DEV_TX_OFFLOAD_OUTER_UDP_CKSUM offload flag.
+ */
+#define PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM     (1ULL << 41)
+
+/**
+ * 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.
  */
@@ -221,22 +238,53 @@ extern "C" {
 
 /**
  * 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.
+ * The tunnel type must be specified for TSO or checksum on the inner part
+ * of tunnel packets.
+ * These flags can be used with PKT_TX_TCP_SEG for TSO, or PKT_TX_xxx_CKSUM.
+ * The mbuf fields for inner and outer header lengths are required:
+ * outer_l2_len, outer_l3_len, l2_len, l3_len, l4_len and tso_segsz for TSO.
  */
 #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)
-/**< TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
+/** TX packet with MPLS-in-UDP RFC 7510 header. */
 #define PKT_TX_TUNNEL_MPLSINUDP (0x5ULL << 45)
+#define PKT_TX_TUNNEL_VXLAN_GPE (0x6ULL << 45)
+/**
+ * Generic IP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
+ * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
+ * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_GRE
+ * or PKT_TX_TUNNEL_IPIP if possible.
+ * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_IP_TNL_TSO.
+ * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
+ * PKT_TX_xxx_CKSUM.
+ * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
+ * or checksum are not expected to be updated.
+ */
+#define PKT_TX_TUNNEL_IP (0xDULL << 45)
+/**
+ * Generic UDP encapsulated tunnel type, used for TSO and checksum offload.
+ * UDP tunnel type implies outer IP layer.
+ * It can be used for tunnels which are not standards or listed above.
+ * It is preferred to use specific tunnel flags like PKT_TX_TUNNEL_VXLAN
+ * if possible.
+ * The ethdev must be configured with DEV_TX_OFFLOAD_UDP_TNL_TSO.
+ * Outer and inner checksums are done according to the existing flags like
+ * PKT_TX_xxx_CKSUM.
+ * Specific tunnel headers that contain payload length, sequence id
+ * or checksum are not expected to be updated.
+ */
+#define PKT_TX_TUNNEL_UDP (0xEULL << 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. */
+#define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
+/* this old name is deprecated */
+#define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
 
 /**
  * TCP segmentation offload. To enable this offload feature for a
@@ -244,12 +292,8 @@ extern "C" {
  *  - 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
+ *  - if it's IPv4, set the PKT_TX_IP_CKSUM flag
  *  - 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)
 
@@ -262,9 +306,6 @@ extern "C" {
  *  - 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. */
@@ -276,7 +317,6 @@ extern "C" {
  * 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)
@@ -297,14 +337,17 @@ extern "C" {
  */
 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
 
-#define PKT_TX_VLAN_PKT      (1ULL << 57) /**< TX packet is a 802.1q VLAN packet. */
+/**
+ * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
+ */
+#define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
+/* this old name is deprecated */
+#define PKT_TX_VLAN_PKT      PKT_TX_VLAN
 
 /**
  * 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
+ * flag PKT_TX_OUTER_IPV4 should also be set by the application, although
+ * a PMD will only check PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM.
  *  - fill the mbuf offload information: outer_l2_len, outer_l3_len
  */
 #define PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM   (1ULL << 58)
@@ -328,24 +371,31 @@ extern "C" {
  * which can be set for packet.
  */
 #define PKT_TX_OFFLOAD_MASK (    \
+               PKT_TX_OUTER_IPV6 |      \
+               PKT_TX_OUTER_IPV4 |      \
+               PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
+               PKT_TX_VLAN_PKT |        \
+               PKT_TX_IPV6 |            \
+               PKT_TX_IPV4 |            \
                PKT_TX_IP_CKSUM |        \
                PKT_TX_L4_MASK |         \
-               PKT_TX_OUTER_IP_CKSUM |  \
-               PKT_TX_TCP_SEG |         \
                PKT_TX_IEEE1588_TMST |   \
+               PKT_TX_TCP_SEG |         \
                PKT_TX_QINQ_PKT |        \
-               PKT_TX_VLAN_PKT |        \
                PKT_TX_TUNNEL_MASK |     \
                PKT_TX_MACSEC |          \
-               PKT_TX_SEC_OFFLOAD)
+               PKT_TX_SEC_OFFLOAD |     \
+               PKT_TX_UDP_SEG |         \
+               PKT_TX_OUTER_UDP_CKSUM | \
+               PKT_TX_METADATA)
 
-#define __RESERVED           (1ULL << 61) /**< reserved for future mbuf use */
+/**
+ * Mbuf having an external buffer attached. shinfo in mbuf must be filled.
+ */
+#define EXT_ATTACHED_MBUF    (1ULL << 61)
 
 #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
 
@@ -419,6 +469,61 @@ __extension__
 typedef uint64_t MARKER64[0]; /**< marker that allows us to overwrite 8 bytes
                                * with a single assignment */
 
+struct rte_mbuf_sched {
+       uint32_t queue_id;   /**< Queue ID. */
+       uint8_t traffic_class;
+       /**< Traffic class ID. Traffic class 0
+        * is the highest priority traffic class.
+        */
+       uint8_t color;
+       /**< Color. @see enum rte_color.*/
+       uint16_t reserved;   /**< Reserved. */
+}; /**< Hierarchical scheduler */
+
+/**
+ * enum for the tx_offload bit-fields lenghts and offsets.
+ * defines the layout of rte_mbuf tx_offload field.
+ */
+enum {
+       RTE_MBUF_L2_LEN_BITS = 7,
+       RTE_MBUF_L3_LEN_BITS = 9,
+       RTE_MBUF_L4_LEN_BITS = 8,
+       RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_BITS = 16,
+       RTE_MBUF_OUTL3_LEN_BITS = 9,
+       RTE_MBUF_OUTL2_LEN_BITS = 7,
+       RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_BITS = sizeof(uint64_t) * CHAR_BIT -
+               RTE_MBUF_L2_LEN_BITS -
+               RTE_MBUF_L3_LEN_BITS -
+               RTE_MBUF_L4_LEN_BITS -
+               RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_BITS -
+               RTE_MBUF_OUTL3_LEN_BITS -
+               RTE_MBUF_OUTL2_LEN_BITS,
+#if RTE_BYTE_ORDER == RTE_BIG_ENDIAN
+       RTE_MBUF_L2_LEN_OFS =
+               sizeof(uint64_t) * CHAR_BIT - RTE_MBUF_L2_LEN_BITS
+       RTE_MBUF_L3_LEN_OFS = RTE_MBUF_L2_LEN_OFS - RTE_MBUF_L3_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_L4_LEN_OFS = RTE_MBUF_L3_LEN_OFS - RTE_MBUF_L4_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS = RTE_MBUF_L4_LEN_OFS - RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_BITS,
+       RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS =
+               RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS - RTE_MBUF_OUTL3_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS =
+               RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS - RTE_MBUF_OUTL2_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_OFS =
+               RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS - RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_BITS,
+#else
+       RTE_MBUF_L2_LEN_OFS = 0,
+       RTE_MBUF_L3_LEN_OFS = RTE_MBUF_L2_LEN_OFS + RTE_MBUF_L2_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_L4_LEN_OFS = RTE_MBUF_L3_LEN_OFS + RTE_MBUF_L3_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS = RTE_MBUF_L4_LEN_OFS + RTE_MBUF_L4_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS =
+               RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_OFS + RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_BITS,
+       RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS =
+               RTE_MBUF_OUTL3_LEN_OFS + RTE_MBUF_OUTL3_LEN_BITS,
+       RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_OFS =
+               RTE_MBUF_OUTL2_LEN_OFS + RTE_MBUF_OUTL2_LEN_BITS,
+#endif
+};
+
 /**
  * The generic rte_mbuf, containing a packet mbuf.
  */
@@ -432,7 +537,11 @@ struct rte_mbuf {
         * same mbuf cacheline0 layout for 32-bit and 64-bit. This makes
         * working on vector drivers easier.
         */
-       phys_addr_t buf_physaddr __rte_aligned(sizeof(phys_addr_t));
+       RTE_STD_C11
+       union {
+               rte_iova_t buf_iova;
+               rte_iova_t buf_physaddr; /**< deprecated */
+       } __rte_aligned(sizeof(rte_iova_t));
 
        /* next 8 bytes are initialised on RX descriptor rearm */
        MARKER64 rearm_data;
@@ -454,7 +563,9 @@ struct rte_mbuf {
        };
        uint16_t nb_segs;         /**< Number of segments. */
 
-       /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports). */
+       /** Input port (16 bits to support more than 256 virtual ports).
+        * The event eth Tx adapter uses this field to specify the output port.
+        */
        uint16_t port;
 
        uint64_t ol_flags;        /**< Offload features. */
@@ -498,33 +609,55 @@ struct rte_mbuf {
 
        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. */
+       /** VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_VLAN is set. */
        uint16_t vlan_tci;
 
+       RTE_STD_C11
        union {
-               uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
-               struct {
-                       RTE_STD_C11
-                       union {
-                               struct {
-                                       uint16_t hash;
-                                       uint16_t id;
+               union {
+                       uint32_t rss;     /**< RSS hash result if RSS enabled */
+                       struct {
+                               union {
+                                       struct {
+                                               uint16_t hash;
+                                               uint16_t id;
+                                       };
+                                       uint32_t lo;
+                                       /**< Second 4 flexible bytes */
                                };
-                               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 */
+                               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 rte_mbuf_sched sched;
+                       /**< Hierarchical scheduler : 8 bytes */
+                       struct {
+                               uint32_t reserved1;
+                               uint16_t reserved2;
+                               uint16_t txq;
+                               /**< The event eth Tx adapter uses this field
+                                * to store Tx queue id.
+                                * @see rte_event_eth_tx_adapter_txq_set()
+                                */
+                       } txadapter; /**< Eventdev ethdev Tx adapter */
+                       /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
+                       uint32_t usr;
+               } hash;                   /**< hash information */
                struct {
-                       uint32_t lo;
-                       uint32_t hi;
-               } sched;          /**< Hierarchical scheduler */
-               uint32_t usr;     /**< User defined tags. See rte_distributor_process() */
-       } hash;                   /**< hash information */
+                       /**
+                        * Application specific metadata value
+                        * for egress flow rule match.
+                        * Valid if PKT_TX_METADATA is set.
+                        * Located here to allow conjunct use
+                        * with hash.sched.hi.
+                        */
+                       uint32_t tx_metadata;
+                       uint32_t reserved;
+               };
+       };
 
-       /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ_STRIPPED is set. */
+       /** Outer VLAN TCI (CPU order), valid if PKT_RX_QINQ is set. */
        uint16_t vlan_tci_outer;
 
        uint16_t buf_len;         /**< Length of segment buffer. */
@@ -552,19 +685,24 @@ struct rte_mbuf {
                uint64_t tx_offload;       /**< combined for easy fetch */
                __extension__
                struct {
-                       uint64_t l2_len:7;
+                       uint64_t l2_len:RTE_MBUF_L2_LEN_BITS;
                        /**< 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 */
+                       uint64_t l3_len:RTE_MBUF_L3_LEN_BITS;
+                       /**< L3 (IP) Header Length. */
+                       uint64_t l4_len:RTE_MBUF_L4_LEN_BITS;
+                       /**< L4 (TCP/UDP) Header Length. */
+                       uint64_t tso_segsz:RTE_MBUF_TSO_SEGSZ_BITS;
+                       /**< 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 outer_l3_len:RTE_MBUF_OUTL3_LEN_BITS;
+                       /**< Outer L3 (IP) Hdr Length. */
+                       uint64_t outer_l2_len:RTE_MBUF_OUTL2_LEN_BITS;
+                       /**< Outer L2 (MAC) Hdr Length. */
 
-                       /* uint64_t unused:8; */
+                       /* uint64_t unused:RTE_MBUF_TXOFLD_UNUSED_BITS; */
                };
        };
 
@@ -578,8 +716,30 @@ struct rte_mbuf {
        /** Sequence number. See also rte_reorder_insert(). */
        uint32_t seqn;
 
+       /** Shared data for external buffer attached to mbuf. See
+        * rte_pktmbuf_attach_extbuf().
+        */
+       struct rte_mbuf_ext_shared_info *shinfo;
+
 } __rte_cache_aligned;
 
+/**
+ * Function typedef of callback to free externally attached buffer.
+ */
+typedef void (*rte_mbuf_extbuf_free_callback_t)(void *addr, void *opaque);
+
+/**
+ * Shared data at the end of an external buffer.
+ */
+struct rte_mbuf_ext_shared_info {
+       rte_mbuf_extbuf_free_callback_t free_cb; /**< Free callback function */
+       void *fcb_opaque;                        /**< Free callback argument */
+       rte_atomic16_t refcnt_atomic;        /**< Atomically accessed refcnt */
+};
+
+/**< Maximum number of nb_segs allowed. */
+#define RTE_MBUF_MAX_NB_SEGS   UINT16_MAX
+
 /**
  * Prefetch the first part of the mbuf
  *
@@ -621,21 +781,28 @@ 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
@@ -644,12 +811,19 @@ 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);
 }
 
 /**
@@ -667,7 +841,55 @@ 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.
+ */
+static inline char * __rte_experimental
+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.
+ */
+static inline char * __rte_experimental
+rte_mbuf_data_addr_default(struct rte_mbuf *mb)
+{
+       return rte_mbuf_buf_addr(mb, mb->pool) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+}
+
+/**
+ * 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.
@@ -677,20 +899,57 @@ 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
+}
+
+/**
+ * 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.
+ */
+static inline void * __rte_experimental
+rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
+{
+       return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
 }
 
 /**
- * Returns TRUE if given mbuf is indirect, or FALSE otherwise.
+ * Returns TRUE if given mbuf is cloned by mbuf indirection, or FALSE
+ * otherwise.
+ *
+ * If a mbuf has its data in another mbuf and references it by mbuf
+ * indirection, this mbuf can be defined as a cloned mbuf.
+ */
+#define RTE_MBUF_CLONED(mb)     ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
+
+/**
+ * Returns TRUE if given mbuf has an external buffer, or FALSE otherwise.
+ *
+ * External buffer is a user-provided anonymous buffer.
  */
-#define RTE_MBUF_INDIRECT(mb)   ((mb)->ol_flags & IND_ATTACHED_MBUF)
+#define RTE_MBUF_HAS_EXTBUF(mb) ((mb)->ol_flags & EXT_ATTACHED_MBUF)
 
 /**
  * Returns TRUE if given mbuf is direct, or FALSE otherwise.
+ *
+ * If a mbuf embeds its own data after the rte_mbuf structure, this mbuf
+ * can be defined as a direct mbuf.
  */
-#define RTE_MBUF_DIRECT(mb)     (!RTE_MBUF_INDIRECT(mb))
+#define RTE_MBUF_DIRECT(mb) \
+       (!((mb)->ol_flags & (IND_ATTACHED_MBUF | EXT_ATTACHED_MBUF)))
 
 /**
  * Private data in case of pktmbuf pool.
@@ -740,7 +999,14 @@ 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);
+       rte_atomic16_set(&m->refcnt_atomic, (int16_t)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));
 }
 
 /**
@@ -757,29 +1023,37 @@ 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);
 }
 
 /**
@@ -802,6 +1076,59 @@ 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 (uint16_t)(rte_atomic16_read(&shinfo->refcnt_atomic));
+}
+
+/**
+ * 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)
+{
+       rte_atomic16_set(&shinfo->refcnt_atomic, (int16_t)new_value);
+}
+
+/**
+ * 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 (uint16_t)rte_atomic16_add_return(&shinfo->refcnt_atomic, value);
+}
+
 /** Mbuf prefetch */
 #define RTE_MBUF_PREFETCH_TO_FREE(m) do {       \
        if ((m) != NULL)                        \
@@ -824,6 +1151,29 @@ 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);
 
+/**
+ * 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);                          \
@@ -832,15 +1182,15 @@ rte_mbuf_sanity_check(const struct rte_mbuf *m, int is_header);
 } 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_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.
  *
@@ -853,11 +1203,9 @@ 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;
        MBUF_RAW_ALLOC_CHECK(m);
        return m;
 }
@@ -887,97 +1235,6 @@ 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.
  *
@@ -1059,6 +1316,48 @@ 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);
+
 /**
  * Get the data room size of mbufs stored in a pktmbuf_pool
  *
@@ -1110,7 +1409,8 @@ 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);
 }
 
 /**
@@ -1218,12 +1518,155 @@ static inline int rte_pktmbuf_alloc_bulk(struct rte_mempool *pool,
        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 for 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.
+ *
+ * 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, escpecially 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)
+
 /**
  * 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).
@@ -1237,20 +1680,21 @@ 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_iova = m->buf_iova;
        mi->buf_addr = m->buf_addr;
        mi->buf_len = m->buf_len;
 
@@ -1265,7 +1709,6 @@ static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
        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;
 
@@ -1274,12 +1717,52 @@ static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
 }
 
 /**
- * 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.
  *
@@ -1288,28 +1771,26 @@ static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
  */
 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))
+               __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);
-       }
 }
 
 /**
@@ -1333,7 +1814,7 @@ rte_pktmbuf_prefree_seg(struct rte_mbuf *m)
 
        if (likely(rte_mbuf_refcnt_read(m) == 1)) {
 
-               if (RTE_MBUF_INDIRECT(m))
+               if (!RTE_MBUF_DIRECT(m))
                        rte_pktmbuf_detach(m);
 
                if (m->next != NULL) {
@@ -1343,10 +1824,9 @@ 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 (m->next != NULL) {
@@ -1360,14 +1840,6 @@ 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.
  *
@@ -1392,13 +1864,14 @@ 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;
@@ -1429,7 +1902,7 @@ 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;
@@ -1520,12 +1993,10 @@ 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;
 }
 
 /**
@@ -1560,7 +2031,7 @@ 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
@@ -1568,17 +2039,24 @@ 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.
@@ -1623,7 +2101,10 @@ 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);
 
@@ -1683,8 +2164,11 @@ 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;
 }
@@ -1753,7 +2237,7 @@ 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,
@@ -1782,22 +2266,25 @@ 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 */
@@ -1806,6 +2293,43 @@ 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.
  *
@@ -1820,19 +2344,11 @@ 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;
@@ -1872,7 +2388,7 @@ rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
 static inline int
 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
 {
-       int seg_len, copy_len;
+       size_t seg_len, copy_len;
        struct rte_mbuf *m;
        struct rte_mbuf *m_next;
        char *buffer;
@@ -1924,6 +2440,109 @@ 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