mbuf: add a copy routine
[dpdk.git] / lib / librte_mbuf / rte_mbuf.h
index d716294..fb0849a 100644 (file)
@@ -40,6 +40,7 @@
 #include <rte_atomic.h>
 #include <rte_prefetch.h>
 #include <rte_branch_prediction.h>
+#include <rte_byteorder.h>
 #include <rte_mbuf_ptype.h>
 
 #ifdef __cplusplus
@@ -209,7 +210,7 @@ extern "C" {
 /**
  * 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,
+ * 1) Enable the following in mbuf,
  * 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.
@@ -279,9 +280,11 @@ extern "C" {
 #define PKT_TX_TUNNEL_MASK    (0xFULL << 45)
 
 /**
- * Second VLAN insertion (QinQ) flag.
+ * Double VLAN insertion (QinQ) request to driver, driver may offload the
+ * insertion based on device capability.
+ * mbuf 'vlan_tci' & 'vlan_tci_outer' must be valid when this flag is set.
  */
-#define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)   /**< TX packet with double VLAN inserted. */
+#define PKT_TX_QINQ        (1ULL << 49)
 /* this old name is deprecated */
 #define PKT_TX_QINQ_PKT    PKT_TX_QINQ
 
@@ -337,7 +340,9 @@ extern "C" {
 #define PKT_TX_IPV6          (1ULL << 56)
 
 /**
- * TX packet is a 802.1q VLAN packet.
+ * VLAN tag insertion request to driver, driver may offload the insertion
+ * based on the device capability.
+ * mbuf 'vlan_tci' field must be valid when this flag is set.
  */
 #define PKT_TX_VLAN          (1ULL << 57)
 /* this old name is deprecated */
@@ -479,6 +484,50 @@ struct rte_mbuf_sched {
        uint16_t reserved;   /**< Reserved. */
 }; /**< Hierarchical scheduler */
 
+/**
+ * enum for the tx_offload bit-fields lengths 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.
  */
@@ -619,6 +668,8 @@ struct rte_mbuf {
 
        /** Valid if PKT_RX_TIMESTAMP is set. The unit and time reference
         * are not normalized but are always the same for a given port.
+        * Some devices allow to query rte_eth_read_clock that will return the
+        * current device timestamp.
         */
        uint64_t timestamp;
 
@@ -640,19 +691,35 @@ 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 */
-
-                       /* 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 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.
+                        * These are undefined for packets which don't request
+                        * any tunnel offloads (outer IP or UDP checksum,
+                        * tunnel TSO).
+                        *
+                        * PMDs should not use these fields unconditionally
+                        * when calculating offsets.
+                        *
+                        * Applications are expected to set appropriate tunnel
+                        * offload flags when they fill in these fields.
+                        */
+                       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; */
                };
        };
 
@@ -810,7 +877,8 @@ rte_mbuf_from_indirect(struct rte_mbuf *mi)
  * @return
  *   The pointer of the mbuf buffer.
  */
-static inline char * __rte_experimental
+__rte_experimental
+static inline char *
 rte_mbuf_buf_addr(struct rte_mbuf *mb, struct rte_mempool *mp)
 {
        return (char *)mb + sizeof(*mb) + rte_pktmbuf_priv_size(mp);
@@ -827,10 +895,18 @@ rte_mbuf_buf_addr(struct rte_mbuf *mb, struct rte_mempool *mp)
  * @return
  *   The pointer of the beginning of the mbuf data.
  */
-static inline char * __rte_experimental
-rte_mbuf_data_addr_default(struct rte_mbuf *mb)
+__rte_experimental
+static inline char *
+rte_mbuf_data_addr_default(__rte_unused struct rte_mbuf *mb)
 {
+       /* gcc complains about calling this experimental function even
+        * when not using it. Hide it with ALLOW_EXPERIMENTAL_API.
+        */
+#ifdef ALLOW_EXPERIMENTAL_API
        return rte_mbuf_buf_addr(mb, mb->pool) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM;
+#else
+       return NULL;
+#endif
 }
 
 /**
@@ -870,7 +946,8 @@ rte_mbuf_to_baddr(struct rte_mbuf *md)
  * @return
  *   The starting address of the private data area of the given mbuf.
  */
-static inline void * __rte_experimental
+__rte_experimental
+static inline void *
 rte_mbuf_to_priv(struct rte_mbuf *m)
 {
        return RTE_PTR_ADD(m, sizeof(struct rte_mbuf));
@@ -973,7 +1050,7 @@ 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.
@@ -1369,7 +1446,7 @@ static inline void rte_pktmbuf_reset_headroom(struct rte_mbuf *m)
  * The given mbuf must have only one segment.
  *
  * @param m
- *   The packet mbuf to be resetted.
+ *   The packet mbuf to be reset.
  */
 #define MBUF_INVALID_PORT UINT16_MAX
 
@@ -1542,7 +1619,7 @@ rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper(void *buf_addr, uint16_t *buf_len,
  * ``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
+ * the content properly, especially free callback and refcnt. The pointer
  * of shared data will be stored in m->shinfo.
  * ``rte_pktmbuf_ext_shinfo_init_helper`` can help to simply spare a few
  * bytes at the end of buffer for the shared data, store free callback and
@@ -1607,6 +1684,19 @@ rte_pktmbuf_attach_extbuf(struct rte_mbuf *m, void *buf_addr,
  */
 #define rte_pktmbuf_detach_extbuf(m) rte_pktmbuf_detach(m)
 
+/* internal */
+static inline void
+__rte_pktmbuf_copy_hdr(struct rte_mbuf *mdst, const struct rte_mbuf *msrc)
+{
+       mdst->port = msrc->port;
+       mdst->vlan_tci = msrc->vlan_tci;
+       mdst->vlan_tci_outer = msrc->vlan_tci_outer;
+       mdst->tx_offload = msrc->tx_offload;
+       mdst->hash = msrc->hash;
+       mdst->packet_type = msrc->packet_type;
+       mdst->timestamp = msrc->timestamp;
+}
+
 /**
  * Attach packet mbuf to another packet mbuf.
  *
@@ -1644,23 +1734,17 @@ static inline void rte_pktmbuf_attach(struct rte_mbuf *mi, struct rte_mbuf *m)
                mi->ol_flags = m->ol_flags | IND_ATTACHED_MBUF;
        }
 
-       mi->buf_iova = m->buf_iova;
-       mi->buf_addr = m->buf_addr;
-       mi->buf_len = m->buf_len;
+       __rte_pktmbuf_copy_hdr(mi, m);
 
        mi->data_off = m->data_off;
        mi->data_len = m->data_len;
-       mi->port = m->port;
-       mi->vlan_tci = m->vlan_tci;
-       mi->vlan_tci_outer = m->vlan_tci_outer;
-       mi->tx_offload = m->tx_offload;
-       mi->hash = m->hash;
+       mi->buf_iova = m->buf_iova;
+       mi->buf_addr = m->buf_addr;
+       mi->buf_len = m->buf_len;
 
        mi->next = NULL;
        mi->pkt_len = mi->data_len;
        mi->nb_segs = 1;
-       mi->packet_type = m->packet_type;
-       mi->timestamp = m->timestamp;
 
        __rte_mbuf_sanity_check(mi, 1);
        __rte_mbuf_sanity_check(m, 0);
@@ -1831,7 +1915,7 @@ static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
 }
 
 /**
- * Creates a "clone" of the given packet mbuf.
+ * Create a "clone" of the given packet mbuf.
  *
  * Walks through all segments of the given packet mbuf, and for each of them:
  *  - Creates a new packet mbuf from the given pool.
@@ -1847,42 +1931,34 @@ static inline void rte_pktmbuf_free(struct rte_mbuf *m)
  *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
  *   - NULL if allocation fails.
  */
-static inline struct rte_mbuf *rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md,
-               struct rte_mempool *mp)
-{
-       struct rte_mbuf *mc, *mi, **prev;
-       uint32_t pktlen;
-       uint16_t nseg;
-
-       if (unlikely ((mc = rte_pktmbuf_alloc(mp)) == NULL))
-               return NULL;
-
-       mi = mc;
-       prev = &mi->next;
-       pktlen = md->pkt_len;
-       nseg = 0;
-
-       do {
-               nseg++;
-               rte_pktmbuf_attach(mi, md);
-               *prev = mi;
-               prev = &mi->next;
-       } while ((md = md->next) != NULL &&
-           (mi = rte_pktmbuf_alloc(mp)) != NULL);
-
-       *prev = NULL;
-       mc->nb_segs = nseg;
-       mc->pkt_len = pktlen;
-
-       /* Allocation of new indirect segment failed */
-       if (unlikely (mi == NULL)) {
-               rte_pktmbuf_free(mc);
-               return NULL;
-       }
+struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_clone(struct rte_mbuf *md, struct rte_mempool *mp);
 
-       __rte_mbuf_sanity_check(mc, 1);
-       return mc;
-}
+/**
+ * Create a full copy of a given packet mbuf.
+ *
+ * Copies all the data from a given packet mbuf to a newly allocated
+ * set of mbufs. The private data are is not copied.
+ *
+ * @param m
+ *   The packet mbuf to be copiedd.
+ * @param mp
+ *   The mempool from which the "clone" mbufs are allocated.
+ * @param offset
+ *   The number of bytes to skip before copying.
+ *   If the mbuf does not have that many bytes, it is an error
+ *   and NULL is returned.
+ * @param length
+ *   The upper limit on bytes to copy.  Passing UINT32_MAX
+ *   means all data (after offset).
+ * @return
+ *   - The pointer to the new "clone" mbuf on success.
+ *   - NULL if allocation fails.
+ */
+__rte_experimental
+struct rte_mbuf *
+rte_pktmbuf_copy(const struct rte_mbuf *m, struct rte_mempool *mp,
+                uint32_t offset, uint32_t length);
 
 /**
  * Adds given value to the refcnt of all packet mbuf segments.
@@ -2243,6 +2319,43 @@ 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.
  *
@@ -2257,23 +2370,11 @@ 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)
-               /* NB: elaborating the addition like this instead of using
-                *     += gives the result uint64_t type instead of int,
-                *     avoiding compiler warnings on gcc 8.1 at least */
-               inner_l3_offset = 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;
@@ -2298,6 +2399,11 @@ rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
        return 0;
 }
 
+/**
+ * @internal used by rte_pktmbuf_linearize().
+ */
+int __rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf);
+
 /**
  * Linearize data in mbuf.
  *
@@ -2313,40 +2419,9 @@ rte_validate_tx_offload(const struct rte_mbuf *m)
 static inline int
 rte_pktmbuf_linearize(struct rte_mbuf *mbuf)
 {
-       size_t seg_len, copy_len;
-       struct rte_mbuf *m;
-       struct rte_mbuf *m_next;
-       char *buffer;
-
        if (rte_pktmbuf_is_contiguous(mbuf))
                return 0;
-
-       /* Extend first segment to the total packet length */
-       copy_len = rte_pktmbuf_pkt_len(mbuf) - rte_pktmbuf_data_len(mbuf);
-
-       if (unlikely(copy_len > rte_pktmbuf_tailroom(mbuf)))
-               return -1;
-
-       buffer = rte_pktmbuf_mtod_offset(mbuf, char *, mbuf->data_len);
-       mbuf->data_len = (uint16_t)(mbuf->pkt_len);
-
-       /* Append data from next segments to the first one */
-       m = mbuf->next;
-       while (m != NULL) {
-               m_next = m->next;
-
-               seg_len = rte_pktmbuf_data_len(m);
-               rte_memcpy(buffer, rte_pktmbuf_mtod(m, char *), seg_len);
-               buffer += seg_len;
-
-               rte_pktmbuf_free_seg(m);
-               m = m_next;
-       }
-
-       mbuf->next = NULL;
-       mbuf->nb_segs = 1;
-
-       return 0;
+       return __rte_pktmbuf_linearize(mbuf);
 }
 
 /**
@@ -2464,6 +2539,7 @@ rte_mbuf_sched_set(struct rte_mbuf *m, uint32_t queue_id,
                                .queue_id = queue_id,
                                .traffic_class = traffic_class,
                                .color = color,
+                               .reserved = 0,
                        };
 }