common/sfc_efx/base: add interrupts module for Riverhead
[dpdk.git] / lib / librte_mempool / rte_mempool.h
1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2  * Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation.
3  * Copyright(c) 2016 6WIND S.A.
4  */
5
6 #ifndef _RTE_MEMPOOL_H_
7 #define _RTE_MEMPOOL_H_
8
9 /**
10  * @file
11  * RTE Mempool.
12  *
13  * A memory pool is an allocator of fixed-size object. It is
14  * identified by its name, and uses a ring to store free objects. It
15  * provides some other optional services, like a per-core object
16  * cache, and an alignment helper to ensure that objects are padded
17  * to spread them equally on all RAM channels, ranks, and so on.
18  *
19  * Objects owned by a mempool should never be added in another
20  * mempool. When an object is freed using rte_mempool_put() or
21  * equivalent, the object data is not modified; the user can save some
22  * meta-data in the object data and retrieve them when allocating a
23  * new object.
24  *
25  * Note: the mempool implementation is not preemptible. An lcore must not be
26  * interrupted by another task that uses the same mempool (because it uses a
27  * ring which is not preemptible). Also, usual mempool functions like
28  * rte_mempool_get() or rte_mempool_put() are designed to be called from an EAL
29  * thread due to the internal per-lcore cache. Due to the lack of caching,
30  * rte_mempool_get() or rte_mempool_put() performance will suffer when called
31  * by unregistered non-EAL threads. Instead, unregistered non-EAL threads
32  * should call rte_mempool_generic_get() or rte_mempool_generic_put() with a
33  * user cache created with rte_mempool_cache_create().
34  */
35
36 #include <stdio.h>
37 #include <stdlib.h>
38 #include <stdint.h>
39 #include <errno.h>
40 #include <inttypes.h>
41 #include <sys/queue.h>
42
43 #include <rte_config.h>
44 #include <rte_spinlock.h>
45 #include <rte_log.h>
46 #include <rte_debug.h>
47 #include <rte_lcore.h>
48 #include <rte_memory.h>
49 #include <rte_branch_prediction.h>
50 #include <rte_ring.h>
51 #include <rte_memcpy.h>
52 #include <rte_common.h>
53
54 #include "rte_mempool_trace_fp.h"
55
56 #ifdef __cplusplus
57 extern "C" {
58 #endif
59
60 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE1  0xbadbadbadadd2e55ULL /**< Header cookie. */
61 #define RTE_MEMPOOL_HEADER_COOKIE2  0xf2eef2eedadd2e55ULL /**< Header cookie. */
62 #define RTE_MEMPOOL_TRAILER_COOKIE  0xadd2e55badbadbadULL /**< Trailer cookie.*/
63
64 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
65 /**
66  * A structure that stores the mempool statistics (per-lcore).
67  */
68 struct rte_mempool_debug_stats {
69         uint64_t put_bulk;         /**< Number of puts. */
70         uint64_t put_objs;         /**< Number of objects successfully put. */
71         uint64_t get_success_bulk; /**< Successful allocation number. */
72         uint64_t get_success_objs; /**< Objects successfully allocated. */
73         uint64_t get_fail_bulk;    /**< Failed allocation number. */
74         uint64_t get_fail_objs;    /**< Objects that failed to be allocated. */
75         /** Successful allocation number of contiguous blocks. */
76         uint64_t get_success_blks;
77         /** Failed allocation number of contiguous blocks. */
78         uint64_t get_fail_blks;
79 } __rte_cache_aligned;
80 #endif
81
82 /**
83  * A structure that stores a per-core object cache.
84  */
85 struct rte_mempool_cache {
86         uint32_t size;        /**< Size of the cache */
87         uint32_t flushthresh; /**< Threshold before we flush excess elements */
88         uint32_t len;         /**< Current cache count */
89         /*
90          * Cache is allocated to this size to allow it to overflow in certain
91          * cases to avoid needless emptying of cache.
92          */
93         void *objs[RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE * 3]; /**< Cache objects */
94 } __rte_cache_aligned;
95
96 /**
97  * A structure that stores the size of mempool elements.
98  */
99 struct rte_mempool_objsz {
100         uint32_t elt_size;     /**< Size of an element. */
101         uint32_t header_size;  /**< Size of header (before elt). */
102         uint32_t trailer_size; /**< Size of trailer (after elt). */
103         uint32_t total_size;
104         /**< Total size of an object (header + elt + trailer). */
105 };
106
107 /**< Maximum length of a memory pool's name. */
108 #define RTE_MEMPOOL_NAMESIZE (RTE_RING_NAMESIZE - \
109                               sizeof(RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX) + 1)
110 #define RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "MP_"
111
112 /* "MP_<name>" */
113 #define RTE_MEMPOOL_MZ_FORMAT   RTE_MEMPOOL_MZ_PREFIX "%s"
114
115 #define MEMPOOL_PG_SHIFT_MAX    (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 1)
116
117 /** Mempool over one chunk of physically continuous memory */
118 #define MEMPOOL_PG_NUM_DEFAULT  1
119
120 #ifndef RTE_MEMPOOL_ALIGN
121 /**
122  * Alignment of elements inside mempool.
123  */
124 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN       RTE_CACHE_LINE_SIZE
125 #endif
126
127 #define RTE_MEMPOOL_ALIGN_MASK  (RTE_MEMPOOL_ALIGN - 1)
128
129 /**
130  * Mempool object header structure
131  *
132  * Each object stored in mempools are prefixed by this header structure,
133  * it allows to retrieve the mempool pointer from the object and to
134  * iterate on all objects attached to a mempool. When debug is enabled,
135  * a cookie is also added in this structure preventing corruptions and
136  * double-frees.
137  */
138 struct rte_mempool_objhdr {
139         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_objhdr) next; /**< Next in list. */
140         struct rte_mempool *mp;          /**< The mempool owning the object. */
141         rte_iova_t iova;                 /**< IO address of the object. */
142 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
143         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
144 #endif
145 };
146
147 /**
148  * A list of object headers type
149  */
150 STAILQ_HEAD(rte_mempool_objhdr_list, rte_mempool_objhdr);
151
152 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
153
154 /**
155  * Mempool object trailer structure
156  *
157  * In debug mode, each object stored in mempools are suffixed by this
158  * trailer structure containing a cookie preventing memory corruptions.
159  */
160 struct rte_mempool_objtlr {
161         uint64_t cookie;                 /**< Debug cookie. */
162 };
163
164 #endif
165
166 /**
167  * A list of memory where objects are stored
168  */
169 STAILQ_HEAD(rte_mempool_memhdr_list, rte_mempool_memhdr);
170
171 /**
172  * Callback used to free a memory chunk
173  */
174 typedef void (rte_mempool_memchunk_free_cb_t)(struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
175         void *opaque);
176
177 /**
178  * Mempool objects memory header structure
179  *
180  * The memory chunks where objects are stored. Each chunk is virtually
181  * and physically contiguous.
182  */
183 struct rte_mempool_memhdr {
184         STAILQ_ENTRY(rte_mempool_memhdr) next; /**< Next in list. */
185         struct rte_mempool *mp;  /**< The mempool owning the chunk */
186         void *addr;              /**< Virtual address of the chunk */
187         rte_iova_t iova;         /**< IO address of the chunk */
188         size_t len;              /**< length of the chunk */
189         rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb; /**< Free callback */
190         void *opaque;            /**< Argument passed to the free callback */
191 };
192
193 /**
194  * @warning
195  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
196  *
197  * Additional information about the mempool
198  *
199  * The structure is cache-line aligned to avoid ABI breakages in
200  * a number of cases when something small is added.
201  */
202 struct rte_mempool_info {
203         /** Number of objects in the contiguous block */
204         unsigned int contig_block_size;
205 } __rte_cache_aligned;
206
207 /**
208  * The RTE mempool structure.
209  */
210 struct rte_mempool {
211         /*
212          * Note: this field kept the RTE_MEMZONE_NAMESIZE size due to ABI
213          * compatibility requirements, it could be changed to
214          * RTE_MEMPOOL_NAMESIZE next time the ABI changes
215          */
216         char name[RTE_MEMZONE_NAMESIZE]; /**< Name of mempool. */
217         RTE_STD_C11
218         union {
219                 void *pool_data;         /**< Ring or pool to store objects. */
220                 uint64_t pool_id;        /**< External mempool identifier. */
221         };
222         void *pool_config;               /**< optional args for ops alloc. */
223         const struct rte_memzone *mz;    /**< Memzone where pool is alloc'd. */
224         unsigned int flags;              /**< Flags of the mempool. */
225         int socket_id;                   /**< Socket id passed at create. */
226         uint32_t size;                   /**< Max size of the mempool. */
227         uint32_t cache_size;
228         /**< Size of per-lcore default local cache. */
229
230         uint32_t elt_size;               /**< Size of an element. */
231         uint32_t header_size;            /**< Size of header (before elt). */
232         uint32_t trailer_size;           /**< Size of trailer (after elt). */
233
234         unsigned private_data_size;      /**< Size of private data. */
235         /**
236          * Index into rte_mempool_ops_table array of mempool ops
237          * structs, which contain callback function pointers.
238          * We're using an index here rather than pointers to the callbacks
239          * to facilitate any secondary processes that may want to use
240          * this mempool.
241          */
242         int32_t ops_index;
243
244         struct rte_mempool_cache *local_cache; /**< Per-lcore local cache */
245
246         uint32_t populated_size;         /**< Number of populated objects. */
247         struct rte_mempool_objhdr_list elt_list; /**< List of objects in pool */
248         uint32_t nb_mem_chunks;          /**< Number of memory chunks */
249         struct rte_mempool_memhdr_list mem_list; /**< List of memory chunks */
250
251 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
252         /** Per-lcore statistics. */
253         struct rte_mempool_debug_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
254 #endif
255 }  __rte_cache_aligned;
256
257 #define MEMPOOL_F_NO_SPREAD      0x0001
258                 /**< Spreading among memory channels not required. */
259 #define MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN 0x0002 /**< Do not align objs on cache lines.*/
260 #define MEMPOOL_F_SP_PUT         0x0004 /**< Default put is "single-producer".*/
261 #define MEMPOOL_F_SC_GET         0x0008 /**< Default get is "single-consumer".*/
262 #define MEMPOOL_F_POOL_CREATED   0x0010 /**< Internal: pool is created. */
263 #define MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG 0x0020 /**< Don't need IOVA contiguous objs. */
264
265 /**
266  * @internal When debug is enabled, store some statistics.
267  *
268  * @param mp
269  *   Pointer to the memory pool.
270  * @param name
271  *   Name of the statistics field to increment in the memory pool.
272  * @param n
273  *   Number to add to the object-oriented statistics.
274  */
275 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
276 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
277                 unsigned __lcore_id = rte_lcore_id();           \
278                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
279                         mp->stats[__lcore_id].name##_objs += n; \
280                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
281                 }                                               \
282         } while(0)
283 #define __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, name, n) do {                    \
284                 unsigned int __lcore_id = rte_lcore_id();       \
285                 if (__lcore_id < RTE_MAX_LCORE) {               \
286                         mp->stats[__lcore_id].name##_blks += n; \
287                         mp->stats[__lcore_id].name##_bulk += 1; \
288                 }                                               \
289         } while (0)
290 #else
291 #define __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while(0)
292 #define __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, name, n) do {} while (0)
293 #endif
294
295 /**
296  * Calculate the size of the mempool header.
297  *
298  * @param mp
299  *   Pointer to the memory pool.
300  * @param cs
301  *   Size of the per-lcore cache.
302  */
303 #define MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, cs) \
304         (sizeof(*(mp)) + (((cs) == 0) ? 0 : \
305         (sizeof(struct rte_mempool_cache) * RTE_MAX_LCORE)))
306
307 /* return the header of a mempool object (internal) */
308 static inline struct rte_mempool_objhdr *__mempool_get_header(void *obj)
309 {
310         return (struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(obj,
311                 sizeof(struct rte_mempool_objhdr));
312 }
313
314 /**
315  * Return a pointer to the mempool owning this object.
316  *
317  * @param obj
318  *   An object that is owned by a pool. If this is not the case,
319  *   the behavior is undefined.
320  * @return
321  *   A pointer to the mempool structure.
322  */
323 static inline struct rte_mempool *rte_mempool_from_obj(void *obj)
324 {
325         struct rte_mempool_objhdr *hdr = __mempool_get_header(obj);
326         return hdr->mp;
327 }
328
329 /* return the trailer of a mempool object (internal) */
330 static inline struct rte_mempool_objtlr *__mempool_get_trailer(void *obj)
331 {
332         struct rte_mempool *mp = rte_mempool_from_obj(obj);
333         return (struct rte_mempool_objtlr *)RTE_PTR_ADD(obj, mp->elt_size);
334 }
335
336 /**
337  * @internal Check and update cookies or panic.
338  *
339  * @param mp
340  *   Pointer to the memory pool.
341  * @param obj_table_const
342  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
343  * @param n
344  *   Index of object in object table.
345  * @param free
346  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
347  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
348  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
349  */
350 void rte_mempool_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
351         void * const *obj_table_const, unsigned n, int free);
352
353 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
354 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) \
355         rte_mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free)
356 #else
357 #define __mempool_check_cookies(mp, obj_table_const, n, free) do {} while(0)
358 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
359
360 /**
361  * @warning
362  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
363  *
364  * @internal Check contiguous object blocks and update cookies or panic.
365  *
366  * @param mp
367  *   Pointer to the memory pool.
368  * @param first_obj_table_const
369  *   Pointer to a table of void * pointers (first object of the contiguous
370  *   object blocks).
371  * @param n
372  *   Number of contiguous object blocks.
373  * @param free
374  *   - 0: object is supposed to be allocated, mark it as free
375  *   - 1: object is supposed to be free, mark it as allocated
376  *   - 2: just check that cookie is valid (free or allocated)
377  */
378 void rte_mempool_contig_blocks_check_cookies(const struct rte_mempool *mp,
379         void * const *first_obj_table_const, unsigned int n, int free);
380
381 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
382 #define __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
383                                               free) \
384         rte_mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
385                                                 free)
386 #else
387 #define __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table_const, n, \
388                                               free) \
389         do {} while (0)
390 #endif /* RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG */
391
392 #define RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE 32 /**< Max length of ops struct name. */
393
394 /**
395  * Prototype for implementation specific data provisioning function.
396  *
397  * The function should provide the implementation specific memory for
398  * use by the other mempool ops functions in a given mempool ops struct.
399  * E.g. the default ops provides an instance of the rte_ring for this purpose.
400  * it will most likely point to a different type of data structure, and
401  * will be transparent to the application programmer.
402  * This function should set mp->pool_data.
403  */
404 typedef int (*rte_mempool_alloc_t)(struct rte_mempool *mp);
405
406 /**
407  * Free the opaque private data pointed to by mp->pool_data pointer.
408  */
409 typedef void (*rte_mempool_free_t)(struct rte_mempool *mp);
410
411 /**
412  * Enqueue an object into the external pool.
413  */
414 typedef int (*rte_mempool_enqueue_t)(struct rte_mempool *mp,
415                 void * const *obj_table, unsigned int n);
416
417 /**
418  * Dequeue an object from the external pool.
419  */
420 typedef int (*rte_mempool_dequeue_t)(struct rte_mempool *mp,
421                 void **obj_table, unsigned int n);
422
423 /**
424  * @warning
425  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
426  *
427  * Dequeue a number of contiguous object blocks from the external pool.
428  */
429 typedef int (*rte_mempool_dequeue_contig_blocks_t)(struct rte_mempool *mp,
430                  void **first_obj_table, unsigned int n);
431
432 /**
433  * Return the number of available objects in the external pool.
434  */
435 typedef unsigned (*rte_mempool_get_count)(const struct rte_mempool *mp);
436
437 /**
438  * Calculate memory size required to store given number of objects.
439  *
440  * If mempool objects are not required to be IOVA-contiguous
441  * (the flag MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG is set), min_chunk_size defines
442  * virtually contiguous chunk size. Otherwise, if mempool objects must
443  * be IOVA-contiguous (the flag MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG is clear),
444  * min_chunk_size defines IOVA-contiguous chunk size.
445  *
446  * @param[in] mp
447  *   Pointer to the memory pool.
448  * @param[in] obj_num
449  *   Number of objects.
450  * @param[in] pg_shift
451  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
452  * @param[out] min_chunk_size
453  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
454  *   store memory pool objects.
455  * @param[out] align
456  *   Location for required memory chunk alignment.
457  * @return
458  *   Required memory size.
459  */
460 typedef ssize_t (*rte_mempool_calc_mem_size_t)(const struct rte_mempool *mp,
461                 uint32_t obj_num,  uint32_t pg_shift,
462                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
463
464 /**
465  * @warning
466  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
467  *
468  * @internal Helper to calculate memory size required to store given
469  * number of objects.
470  *
471  * This function is internal to mempool library and mempool drivers.
472  *
473  * If page boundaries may be ignored, it is just a product of total
474  * object size including header and trailer and number of objects.
475  * Otherwise, it is a number of pages required to store given number of
476  * objects without crossing page boundary.
477  *
478  * Note that if object size is bigger than page size, then it assumes
479  * that pages are grouped in subsets of physically continuous pages big
480  * enough to store at least one object.
481  *
482  * Minimum size of memory chunk is the total element size.
483  * Required memory chunk alignment is the cache line size.
484  *
485  * @param[in] mp
486  *   A pointer to the mempool structure.
487  * @param[in] obj_num
488  *   Number of objects to be added in mempool.
489  * @param[in] pg_shift
490  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
491  * @param[in] chunk_reserve
492  *   Amount of memory that must be reserved at the beginning of each page,
493  *   or at the beginning of the memory area if pg_shift is 0.
494  * @param[out] min_chunk_size
495  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
496  *   store memory pool objects.
497  * @param[out] align
498  *   Location for required memory chunk alignment.
499  * @return
500  *   Required memory size.
501  */
502 __rte_experimental
503 ssize_t rte_mempool_op_calc_mem_size_helper(const struct rte_mempool *mp,
504                 uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift, size_t chunk_reserve,
505                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
506
507 /**
508  * Default way to calculate memory size required to store given number of
509  * objects.
510  *
511  * Equivalent to rte_mempool_op_calc_mem_size_helper(mp, obj_num, pg_shift,
512  * 0, min_chunk_size, align).
513  */
514 ssize_t rte_mempool_op_calc_mem_size_default(const struct rte_mempool *mp,
515                 uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift,
516                 size_t *min_chunk_size, size_t *align);
517
518 /**
519  * Function to be called for each populated object.
520  *
521  * @param[in] mp
522  *   A pointer to the mempool structure.
523  * @param[in] opaque
524  *   An opaque pointer passed to iterator.
525  * @param[in] vaddr
526  *   Object virtual address.
527  * @param[in] iova
528  *   Input/output virtual address of the object or RTE_BAD_IOVA.
529  */
530 typedef void (rte_mempool_populate_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
531                 void *opaque, void *vaddr, rte_iova_t iova);
532
533 /**
534  * Populate memory pool objects using provided memory chunk.
535  *
536  * Populated objects should be enqueued to the pool, e.g. using
537  * rte_mempool_ops_enqueue_bulk().
538  *
539  * If the given IO address is unknown (iova = RTE_BAD_IOVA),
540  * the chunk doesn't need to be physically contiguous (only virtually),
541  * and allocated objects may span two pages.
542  *
543  * @param[in] mp
544  *   A pointer to the mempool structure.
545  * @param[in] max_objs
546  *   Maximum number of objects to be populated.
547  * @param[in] vaddr
548  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
549  * @param[in] iova
550  *   The IO address
551  * @param[in] len
552  *   The length of memory in bytes.
553  * @param[in] obj_cb
554  *   Callback function to be executed for each populated object.
555  * @param[in] obj_cb_arg
556  *   An opaque pointer passed to the callback function.
557  * @return
558  *   The number of objects added on success.
559  *   On error, no objects are populated and a negative errno is returned.
560  */
561 typedef int (*rte_mempool_populate_t)(struct rte_mempool *mp,
562                 unsigned int max_objs,
563                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
564                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
565
566 /**
567  * Align objects on addresses multiple of total_elt_sz.
568  */
569 #define RTE_MEMPOOL_POPULATE_F_ALIGN_OBJ 0x0001
570
571 /**
572  * @warning
573  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
574  *
575  * @internal Helper to populate memory pool object using provided memory
576  * chunk: just slice objects one by one, taking care of not
577  * crossing page boundaries.
578  *
579  * If RTE_MEMPOOL_POPULATE_F_ALIGN_OBJ is set in flags, the addresses
580  * of object headers will be aligned on a multiple of total_elt_sz.
581  * This feature is used by octeontx hardware.
582  *
583  * This function is internal to mempool library and mempool drivers.
584  *
585  * @param[in] mp
586  *   A pointer to the mempool structure.
587  * @param[in] flags
588  *   Logical OR of following flags:
589  *   - RTE_MEMPOOL_POPULATE_F_ALIGN_OBJ: align objects on addresses
590  *     multiple of total_elt_sz.
591  * @param[in] max_objs
592  *   Maximum number of objects to be added in mempool.
593  * @param[in] vaddr
594  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
595  * @param[in] iova
596  *   The IO address corresponding to vaddr, or RTE_BAD_IOVA.
597  * @param[in] len
598  *   The length of memory in bytes.
599  * @param[in] obj_cb
600  *   Callback function to be executed for each populated object.
601  * @param[in] obj_cb_arg
602  *   An opaque pointer passed to the callback function.
603  * @return
604  *   The number of objects added in mempool.
605  */
606 __rte_experimental
607 int rte_mempool_op_populate_helper(struct rte_mempool *mp,
608                 unsigned int flags, unsigned int max_objs,
609                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
610                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
611
612 /**
613  * Default way to populate memory pool object using provided memory chunk.
614  *
615  * Equivalent to rte_mempool_op_populate_helper(mp, 0, max_objs, vaddr, iova,
616  * len, obj_cb, obj_cb_arg).
617  */
618 int rte_mempool_op_populate_default(struct rte_mempool *mp,
619                 unsigned int max_objs,
620                 void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
621                 rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
622
623 /**
624  * @warning
625  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
626  *
627  * Get some additional information about a mempool.
628  */
629 typedef int (*rte_mempool_get_info_t)(const struct rte_mempool *mp,
630                 struct rte_mempool_info *info);
631
632
633 /** Structure defining mempool operations structure */
634 struct rte_mempool_ops {
635         char name[RTE_MEMPOOL_OPS_NAMESIZE]; /**< Name of mempool ops struct. */
636         rte_mempool_alloc_t alloc;       /**< Allocate private data. */
637         rte_mempool_free_t free;         /**< Free the external pool. */
638         rte_mempool_enqueue_t enqueue;   /**< Enqueue an object. */
639         rte_mempool_dequeue_t dequeue;   /**< Dequeue an object. */
640         rte_mempool_get_count get_count; /**< Get qty of available objs. */
641         /**
642          * Optional callback to calculate memory size required to
643          * store specified number of objects.
644          */
645         rte_mempool_calc_mem_size_t calc_mem_size;
646         /**
647          * Optional callback to populate mempool objects using
648          * provided memory chunk.
649          */
650         rte_mempool_populate_t populate;
651         /**
652          * Get mempool info
653          */
654         rte_mempool_get_info_t get_info;
655         /**
656          * Dequeue a number of contiguous object blocks.
657          */
658         rte_mempool_dequeue_contig_blocks_t dequeue_contig_blocks;
659 } __rte_cache_aligned;
660
661 #define RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX 16  /**< Max registered ops structs */
662
663 /**
664  * Structure storing the table of registered ops structs, each of which contain
665  * the function pointers for the mempool ops functions.
666  * Each process has its own storage for this ops struct array so that
667  * the mempools can be shared across primary and secondary processes.
668  * The indices used to access the array are valid across processes, whereas
669  * any function pointers stored directly in the mempool struct would not be.
670  * This results in us simply having "ops_index" in the mempool struct.
671  */
672 struct rte_mempool_ops_table {
673         rte_spinlock_t sl;     /**< Spinlock for add/delete. */
674         uint32_t num_ops;      /**< Number of used ops structs in the table. */
675         /**
676          * Storage for all possible ops structs.
677          */
678         struct rte_mempool_ops ops[RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX];
679 } __rte_cache_aligned;
680
681 /** Array of registered ops structs. */
682 extern struct rte_mempool_ops_table rte_mempool_ops_table;
683
684 /**
685  * @internal Get the mempool ops struct from its index.
686  *
687  * @param ops_index
688  *   The index of the ops struct in the ops struct table. It must be a valid
689  *   index: (0 <= idx < num_ops).
690  * @return
691  *   The pointer to the ops struct in the table.
692  */
693 static inline struct rte_mempool_ops *
694 rte_mempool_get_ops(int ops_index)
695 {
696         RTE_VERIFY((ops_index >= 0) && (ops_index < RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX));
697
698         return &rte_mempool_ops_table.ops[ops_index];
699 }
700
701 /**
702  * @internal Wrapper for mempool_ops alloc callback.
703  *
704  * @param mp
705  *   Pointer to the memory pool.
706  * @return
707  *   - 0: Success; successfully allocated mempool pool_data.
708  *   - <0: Error; code of alloc function.
709  */
710 int
711 rte_mempool_ops_alloc(struct rte_mempool *mp);
712
713 /**
714  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue callback.
715  *
716  * @param mp
717  *   Pointer to the memory pool.
718  * @param obj_table
719  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
720  * @param n
721  *   Number of objects to get.
722  * @return
723  *   - 0: Success; got n objects.
724  *   - <0: Error; code of dequeue function.
725  */
726 static inline int
727 rte_mempool_ops_dequeue_bulk(struct rte_mempool *mp,
728                 void **obj_table, unsigned n)
729 {
730         struct rte_mempool_ops *ops;
731
732         rte_mempool_trace_ops_dequeue_bulk(mp, obj_table, n);
733         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
734         return ops->dequeue(mp, obj_table, n);
735 }
736
737 /**
738  * @internal Wrapper for mempool_ops dequeue_contig_blocks callback.
739  *
740  * @param[in] mp
741  *   Pointer to the memory pool.
742  * @param[out] first_obj_table
743  *   Pointer to a table of void * pointers (first objects).
744  * @param[in] n
745  *   Number of blocks to get.
746  * @return
747  *   - 0: Success; got n objects.
748  *   - <0: Error; code of dequeue function.
749  */
750 static inline int
751 rte_mempool_ops_dequeue_contig_blocks(struct rte_mempool *mp,
752                 void **first_obj_table, unsigned int n)
753 {
754         struct rte_mempool_ops *ops;
755
756         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
757         RTE_ASSERT(ops->dequeue_contig_blocks != NULL);
758         rte_mempool_trace_ops_dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
759         return ops->dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
760 }
761
762 /**
763  * @internal wrapper for mempool_ops enqueue callback.
764  *
765  * @param mp
766  *   Pointer to the memory pool.
767  * @param obj_table
768  *   Pointer to a table of void * pointers (objects).
769  * @param n
770  *   Number of objects to put.
771  * @return
772  *   - 0: Success; n objects supplied.
773  *   - <0: Error; code of enqueue function.
774  */
775 static inline int
776 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
777                 unsigned n)
778 {
779         struct rte_mempool_ops *ops;
780
781         rte_mempool_trace_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n);
782         ops = rte_mempool_get_ops(mp->ops_index);
783         return ops->enqueue(mp, obj_table, n);
784 }
785
786 /**
787  * @internal wrapper for mempool_ops get_count callback.
788  *
789  * @param mp
790  *   Pointer to the memory pool.
791  * @return
792  *   The number of available objects in the external pool.
793  */
794 unsigned
795 rte_mempool_ops_get_count(const struct rte_mempool *mp);
796
797 /**
798  * @internal wrapper for mempool_ops calc_mem_size callback.
799  * API to calculate size of memory required to store specified number of
800  * object.
801  *
802  * @param[in] mp
803  *   Pointer to the memory pool.
804  * @param[in] obj_num
805  *   Number of objects.
806  * @param[in] pg_shift
807  *   LOG2 of the physical pages size. If set to 0, ignore page boundaries.
808  * @param[out] min_chunk_size
809  *   Location for minimum size of the memory chunk which may be used to
810  *   store memory pool objects.
811  * @param[out] align
812  *   Location for required memory chunk alignment.
813  * @return
814  *   Required memory size aligned at page boundary.
815  */
816 ssize_t rte_mempool_ops_calc_mem_size(const struct rte_mempool *mp,
817                                       uint32_t obj_num, uint32_t pg_shift,
818                                       size_t *min_chunk_size, size_t *align);
819
820 /**
821  * @internal wrapper for mempool_ops populate callback.
822  *
823  * Populate memory pool objects using provided memory chunk.
824  *
825  * @param[in] mp
826  *   A pointer to the mempool structure.
827  * @param[in] max_objs
828  *   Maximum number of objects to be populated.
829  * @param[in] vaddr
830  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
831  * @param[in] iova
832  *   The IO address
833  * @param[in] len
834  *   The length of memory in bytes.
835  * @param[in] obj_cb
836  *   Callback function to be executed for each populated object.
837  * @param[in] obj_cb_arg
838  *   An opaque pointer passed to the callback function.
839  * @return
840  *   The number of objects added on success.
841  *   On error, no objects are populated and a negative errno is returned.
842  */
843 int rte_mempool_ops_populate(struct rte_mempool *mp, unsigned int max_objs,
844                              void *vaddr, rte_iova_t iova, size_t len,
845                              rte_mempool_populate_obj_cb_t *obj_cb,
846                              void *obj_cb_arg);
847
848 /**
849  * @warning
850  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
851  *
852  * Wrapper for mempool_ops get_info callback.
853  *
854  * @param[in] mp
855  *   Pointer to the memory pool.
856  * @param[out] info
857  *   Pointer to the rte_mempool_info structure
858  * @return
859  *   - 0: Success; The mempool driver supports retrieving supplementary
860  *        mempool information
861  *   - -ENOTSUP - doesn't support get_info ops (valid case).
862  */
863 __rte_experimental
864 int rte_mempool_ops_get_info(const struct rte_mempool *mp,
865                          struct rte_mempool_info *info);
866
867 /**
868  * @internal wrapper for mempool_ops free callback.
869  *
870  * @param mp
871  *   Pointer to the memory pool.
872  */
873 void
874 rte_mempool_ops_free(struct rte_mempool *mp);
875
876 /**
877  * Set the ops of a mempool.
878  *
879  * This can only be done on a mempool that is not populated, i.e. just after
880  * a call to rte_mempool_create_empty().
881  *
882  * @param mp
883  *   Pointer to the memory pool.
884  * @param name
885  *   Name of the ops structure to use for this mempool.
886  * @param pool_config
887  *   Opaque data that can be passed by the application to the ops functions.
888  * @return
889  *   - 0: Success; the mempool is now using the requested ops functions.
890  *   - -EINVAL - Invalid ops struct name provided.
891  *   - -EEXIST - mempool already has an ops struct assigned.
892  */
893 int
894 rte_mempool_set_ops_byname(struct rte_mempool *mp, const char *name,
895                 void *pool_config);
896
897 /**
898  * Register mempool operations.
899  *
900  * @param ops
901  *   Pointer to an ops structure to register.
902  * @return
903  *   - >=0: Success; return the index of the ops struct in the table.
904  *   - -EINVAL - some missing callbacks while registering ops struct.
905  *   - -ENOSPC - the maximum number of ops structs has been reached.
906  */
907 int rte_mempool_register_ops(const struct rte_mempool_ops *ops);
908
909 /**
910  * Macro to statically register the ops of a mempool handler.
911  * Note that the rte_mempool_register_ops fails silently here when
912  * more than RTE_MEMPOOL_MAX_OPS_IDX is registered.
913  */
914 #define MEMPOOL_REGISTER_OPS(ops)                               \
915         RTE_INIT(mp_hdlr_init_##ops)                            \
916         {                                                       \
917                 rte_mempool_register_ops(&ops);                 \
918         }
919
920 /**
921  * An object callback function for mempool.
922  *
923  * Used by rte_mempool_create() and rte_mempool_obj_iter().
924  */
925 typedef void (rte_mempool_obj_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
926                 void *opaque, void *obj, unsigned obj_idx);
927 typedef rte_mempool_obj_cb_t rte_mempool_obj_ctor_t; /* compat */
928
929 /**
930  * A memory callback function for mempool.
931  *
932  * Used by rte_mempool_mem_iter().
933  */
934 typedef void (rte_mempool_mem_cb_t)(struct rte_mempool *mp,
935                 void *opaque, struct rte_mempool_memhdr *memhdr,
936                 unsigned mem_idx);
937
938 /**
939  * A mempool constructor callback function.
940  *
941  * Arguments are the mempool and the opaque pointer given by the user in
942  * rte_mempool_create().
943  */
944 typedef void (rte_mempool_ctor_t)(struct rte_mempool *, void *);
945
946 /**
947  * Create a new mempool named *name* in memory.
948  *
949  * This function uses ``rte_memzone_reserve()`` to allocate memory. The
950  * pool contains n elements of elt_size. Its size is set to n.
951  *
952  * @param name
953  *   The name of the mempool.
954  * @param n
955  *   The number of elements in the mempool. The optimum size (in terms of
956  *   memory usage) for a mempool is when n is a power of two minus one:
957  *   n = (2^q - 1).
958  * @param elt_size
959  *   The size of each element.
960  * @param cache_size
961  *   If cache_size is non-zero, the rte_mempool library will try to
962  *   limit the accesses to the common lockless pool, by maintaining a
963  *   per-lcore object cache. This argument must be lower or equal to
964  *   RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE and n / 1.5. It is advised to choose
965  *   cache_size to have "n modulo cache_size == 0": if this is
966  *   not the case, some elements will always stay in the pool and will
967  *   never be used. The access to the per-lcore table is of course
968  *   faster than the multi-producer/consumer pool. The cache can be
969  *   disabled if the cache_size argument is set to 0; it can be useful to
970  *   avoid losing objects in cache.
971  * @param private_data_size
972  *   The size of the private data appended after the mempool
973  *   structure. This is useful for storing some private data after the
974  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
975  * @param mp_init
976  *   A function pointer that is called for initialization of the pool,
977  *   before object initialization. The user can initialize the private
978  *   data in this function if needed. This parameter can be NULL if
979  *   not needed.
980  * @param mp_init_arg
981  *   An opaque pointer to data that can be used in the mempool
982  *   constructor function.
983  * @param obj_init
984  *   A function pointer that is called for each object at
985  *   initialization of the pool. The user can set some meta data in
986  *   objects if needed. This parameter can be NULL if not needed.
987  *   The obj_init() function takes the mempool pointer, the init_arg,
988  *   the object pointer and the object number as parameters.
989  * @param obj_init_arg
990  *   An opaque pointer to data that can be used as an argument for
991  *   each call to the object constructor function.
992  * @param socket_id
993  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
994  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
995  *   constraint for the reserved zone.
996  * @param flags
997  *   The *flags* arguments is an OR of following flags:
998  *   - MEMPOOL_F_NO_SPREAD: By default, objects addresses are spread
999  *     between channels in RAM: the pool allocator will add padding
1000  *     between objects depending on the hardware configuration. See
1001  *     Memory alignment constraints for details. If this flag is set,
1002  *     the allocator will just align them to a cache line.
1003  *   - MEMPOOL_F_NO_CACHE_ALIGN: By default, the returned objects are
1004  *     cache-aligned. This flag removes this constraint, and no
1005  *     padding will be present between objects. This flag implies
1006  *     MEMPOOL_F_NO_SPREAD.
1007  *   - MEMPOOL_F_SP_PUT: If this flag is set, the default behavior
1008  *     when using rte_mempool_put() or rte_mempool_put_bulk() is
1009  *     "single-producer". Otherwise, it is "multi-producers".
1010  *   - MEMPOOL_F_SC_GET: If this flag is set, the default behavior
1011  *     when using rte_mempool_get() or rte_mempool_get_bulk() is
1012  *     "single-consumer". Otherwise, it is "multi-consumers".
1013  *   - MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG: If set, allocated objects won't
1014  *     necessarily be contiguous in IO memory.
1015  * @return
1016  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1017  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1018  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
1019  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
1020  *    - EINVAL - cache size provided is too large
1021  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
1022  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
1023  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
1024  */
1025 struct rte_mempool *
1026 rte_mempool_create(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
1027                    unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
1028                    rte_mempool_ctor_t *mp_init, void *mp_init_arg,
1029                    rte_mempool_obj_cb_t *obj_init, void *obj_init_arg,
1030                    int socket_id, unsigned flags);
1031
1032 /**
1033  * Create an empty mempool
1034  *
1035  * The mempool is allocated and initialized, but it is not populated: no
1036  * memory is allocated for the mempool elements. The user has to call
1037  * rte_mempool_populate_*() to add memory chunks to the pool. Once
1038  * populated, the user may also want to initialize each object with
1039  * rte_mempool_obj_iter().
1040  *
1041  * @param name
1042  *   The name of the mempool.
1043  * @param n
1044  *   The maximum number of elements that can be added in the mempool.
1045  *   The optimum size (in terms of memory usage) for a mempool is when n
1046  *   is a power of two minus one: n = (2^q - 1).
1047  * @param elt_size
1048  *   The size of each element.
1049  * @param cache_size
1050  *   Size of the cache. See rte_mempool_create() for details.
1051  * @param private_data_size
1052  *   The size of the private data appended after the mempool
1053  *   structure. This is useful for storing some private data after the
1054  *   mempool structure, as is done for rte_mbuf_pool for example.
1055  * @param socket_id
1056  *   The *socket_id* argument is the socket identifier in the case of
1057  *   NUMA. The value can be *SOCKET_ID_ANY* if there is no NUMA
1058  *   constraint for the reserved zone.
1059  * @param flags
1060  *   Flags controlling the behavior of the mempool. See
1061  *   rte_mempool_create() for details.
1062  * @return
1063  *   The pointer to the new allocated mempool, on success. NULL on error
1064  *   with rte_errno set appropriately. See rte_mempool_create() for details.
1065  */
1066 struct rte_mempool *
1067 rte_mempool_create_empty(const char *name, unsigned n, unsigned elt_size,
1068         unsigned cache_size, unsigned private_data_size,
1069         int socket_id, unsigned flags);
1070 /**
1071  * Free a mempool
1072  *
1073  * Unlink the mempool from global list, free the memory chunks, and all
1074  * memory referenced by the mempool. The objects must not be used by
1075  * other cores as they will be freed.
1076  *
1077  * @param mp
1078  *   A pointer to the mempool structure.
1079  */
1080 void
1081 rte_mempool_free(struct rte_mempool *mp);
1082
1083 /**
1084  * Add physically contiguous memory for objects in the pool at init
1085  *
1086  * Add a virtually and physically contiguous memory chunk in the pool
1087  * where objects can be instantiated.
1088  *
1089  * If the given IO address is unknown (iova = RTE_BAD_IOVA),
1090  * the chunk doesn't need to be physically contiguous (only virtually),
1091  * and allocated objects may span two pages.
1092  *
1093  * @param mp
1094  *   A pointer to the mempool structure.
1095  * @param vaddr
1096  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
1097  * @param iova
1098  *   The IO address
1099  * @param len
1100  *   The length of memory in bytes.
1101  * @param free_cb
1102  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
1103  * @param opaque
1104  *   An opaque argument passed to free_cb.
1105  * @return
1106  *   The number of objects added on success (strictly positive).
1107  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1108  *   mempool the following code is returned:
1109  *     (0): not enough room in chunk for one object.
1110  *     (-ENOSPC): mempool is already populated.
1111  *     (-ENOMEM): allocation failure.
1112  */
1113 int rte_mempool_populate_iova(struct rte_mempool *mp, char *vaddr,
1114         rte_iova_t iova, size_t len, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
1115         void *opaque);
1116
1117 /**
1118  * Add virtually contiguous memory for objects in the pool at init
1119  *
1120  * Add a virtually contiguous memory chunk in the pool where objects can
1121  * be instantiated.
1122  *
1123  * @param mp
1124  *   A pointer to the mempool structure.
1125  * @param addr
1126  *   The virtual address of memory that should be used to store objects.
1127  * @param len
1128  *   The length of memory in bytes.
1129  * @param pg_sz
1130  *   The size of memory pages in this virtual area.
1131  * @param free_cb
1132  *   The callback used to free this chunk when destroying the mempool.
1133  * @param opaque
1134  *   An opaque argument passed to free_cb.
1135  * @return
1136  *   The number of objects added on success (strictly positive).
1137  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1138  *   mempool the following code is returned:
1139  *     (0): not enough room in chunk for one object.
1140  *     (-ENOSPC): mempool is already populated.
1141  *     (-ENOMEM): allocation failure.
1142  */
1143 int
1144 rte_mempool_populate_virt(struct rte_mempool *mp, char *addr,
1145         size_t len, size_t pg_sz, rte_mempool_memchunk_free_cb_t *free_cb,
1146         void *opaque);
1147
1148 /**
1149  * Add memory for objects in the pool at init
1150  *
1151  * This is the default function used by rte_mempool_create() to populate
1152  * the mempool. It adds memory allocated using rte_memzone_reserve().
1153  *
1154  * @param mp
1155  *   A pointer to the mempool structure.
1156  * @return
1157  *   The number of objects added on success.
1158  *   On error, the chunk is not added in the memory list of the
1159  *   mempool and a negative errno is returned.
1160  */
1161 int rte_mempool_populate_default(struct rte_mempool *mp);
1162
1163 /**
1164  * Add memory from anonymous mapping for objects in the pool at init
1165  *
1166  * This function mmap an anonymous memory zone that is locked in
1167  * memory to store the objects of the mempool.
1168  *
1169  * @param mp
1170  *   A pointer to the mempool structure.
1171  * @return
1172  *   The number of objects added on success.
1173  *   On error, 0 is returned, rte_errno is set, and the chunk is not added in
1174  *   the memory list of the mempool.
1175  */
1176 int rte_mempool_populate_anon(struct rte_mempool *mp);
1177
1178 /**
1179  * Call a function for each mempool element
1180  *
1181  * Iterate across all objects attached to a rte_mempool and call the
1182  * callback function on it.
1183  *
1184  * @param mp
1185  *   A pointer to an initialized mempool.
1186  * @param obj_cb
1187  *   A function pointer that is called for each object.
1188  * @param obj_cb_arg
1189  *   An opaque pointer passed to the callback function.
1190  * @return
1191  *   Number of objects iterated.
1192  */
1193 uint32_t rte_mempool_obj_iter(struct rte_mempool *mp,
1194         rte_mempool_obj_cb_t *obj_cb, void *obj_cb_arg);
1195
1196 /**
1197  * Call a function for each mempool memory chunk
1198  *
1199  * Iterate across all memory chunks attached to a rte_mempool and call
1200  * the callback function on it.
1201  *
1202  * @param mp
1203  *   A pointer to an initialized mempool.
1204  * @param mem_cb
1205  *   A function pointer that is called for each memory chunk.
1206  * @param mem_cb_arg
1207  *   An opaque pointer passed to the callback function.
1208  * @return
1209  *   Number of memory chunks iterated.
1210  */
1211 uint32_t rte_mempool_mem_iter(struct rte_mempool *mp,
1212         rte_mempool_mem_cb_t *mem_cb, void *mem_cb_arg);
1213
1214 /**
1215  * Dump the status of the mempool to a file.
1216  *
1217  * @param f
1218  *   A pointer to a file for output
1219  * @param mp
1220  *   A pointer to the mempool structure.
1221  */
1222 void rte_mempool_dump(FILE *f, struct rte_mempool *mp);
1223
1224 /**
1225  * Create a user-owned mempool cache.
1226  *
1227  * This can be used by unregistered non-EAL threads to enable caching when they
1228  * interact with a mempool.
1229  *
1230  * @param size
1231  *   The size of the mempool cache. See rte_mempool_create()'s cache_size
1232  *   parameter description for more information. The same limits and
1233  *   considerations apply here too.
1234  * @param socket_id
1235  *   The socket identifier in the case of NUMA. The value can be
1236  *   SOCKET_ID_ANY if there is no NUMA constraint for the reserved zone.
1237  */
1238 struct rte_mempool_cache *
1239 rte_mempool_cache_create(uint32_t size, int socket_id);
1240
1241 /**
1242  * Free a user-owned mempool cache.
1243  *
1244  * @param cache
1245  *   A pointer to the mempool cache.
1246  */
1247 void
1248 rte_mempool_cache_free(struct rte_mempool_cache *cache);
1249
1250 /**
1251  * Get a pointer to the per-lcore default mempool cache.
1252  *
1253  * @param mp
1254  *   A pointer to the mempool structure.
1255  * @param lcore_id
1256  *   The logical core id.
1257  * @return
1258  *   A pointer to the mempool cache or NULL if disabled or unregistered non-EAL
1259  *   thread.
1260  */
1261 static __rte_always_inline struct rte_mempool_cache *
1262 rte_mempool_default_cache(struct rte_mempool *mp, unsigned lcore_id)
1263 {
1264         if (mp->cache_size == 0)
1265                 return NULL;
1266
1267         if (lcore_id >= RTE_MAX_LCORE)
1268                 return NULL;
1269
1270         rte_mempool_trace_default_cache(mp, lcore_id,
1271                 &mp->local_cache[lcore_id]);
1272         return &mp->local_cache[lcore_id];
1273 }
1274
1275 /**
1276  * Flush a user-owned mempool cache to the specified mempool.
1277  *
1278  * @param cache
1279  *   A pointer to the mempool cache.
1280  * @param mp
1281  *   A pointer to the mempool.
1282  */
1283 static __rte_always_inline void
1284 rte_mempool_cache_flush(struct rte_mempool_cache *cache,
1285                         struct rte_mempool *mp)
1286 {
1287         if (cache == NULL)
1288                 cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1289         if (cache == NULL || cache->len == 0)
1290                 return;
1291         rte_mempool_trace_cache_flush(cache, mp);
1292         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, cache->objs, cache->len);
1293         cache->len = 0;
1294 }
1295
1296 /**
1297  * @internal Put several objects back in the mempool; used internally.
1298  * @param mp
1299  *   A pointer to the mempool structure.
1300  * @param obj_table
1301  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1302  * @param n
1303  *   The number of objects to store back in the mempool, must be strictly
1304  *   positive.
1305  * @param cache
1306  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1307  */
1308 static __rte_always_inline void
1309 __mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1310                       unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1311 {
1312         void **cache_objs;
1313
1314         /* increment stat now, adding in mempool always success */
1315         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, put, n);
1316
1317         /* No cache provided or if put would overflow mem allocated for cache */
1318         if (unlikely(cache == NULL || n > RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))
1319                 goto ring_enqueue;
1320
1321         cache_objs = &cache->objs[cache->len];
1322
1323         /*
1324          * The cache follows the following algorithm
1325          *   1. Add the objects to the cache
1326          *   2. Anything greater than the cache min value (if it crosses the
1327          *   cache flush threshold) is flushed to the ring.
1328          */
1329
1330         /* Add elements back into the cache */
1331         rte_memcpy(&cache_objs[0], obj_table, sizeof(void *) * n);
1332
1333         cache->len += n;
1334
1335         if (cache->len >= cache->flushthresh) {
1336                 rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, &cache->objs[cache->size],
1337                                 cache->len - cache->size);
1338                 cache->len = cache->size;
1339         }
1340
1341         return;
1342
1343 ring_enqueue:
1344
1345         /* push remaining objects in ring */
1346 #ifdef RTE_LIBRTE_MEMPOOL_DEBUG
1347         if (rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n) < 0)
1348                 rte_panic("cannot put objects in mempool\n");
1349 #else
1350         rte_mempool_ops_enqueue_bulk(mp, obj_table, n);
1351 #endif
1352 }
1353
1354
1355 /**
1356  * Put several objects back in the mempool.
1357  *
1358  * @param mp
1359  *   A pointer to the mempool structure.
1360  * @param obj_table
1361  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1362  * @param n
1363  *   The number of objects to add in the mempool from the obj_table.
1364  * @param cache
1365  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1366  */
1367 static __rte_always_inline void
1368 rte_mempool_generic_put(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1369                         unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1370 {
1371         rte_mempool_trace_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1372         __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 0);
1373         __mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1374 }
1375
1376 /**
1377  * Put several objects back in the mempool.
1378  *
1379  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1380  * version depending on the default behavior that was specified at
1381  * mempool creation time (see flags).
1382  *
1383  * @param mp
1384  *   A pointer to the mempool structure.
1385  * @param obj_table
1386  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1387  * @param n
1388  *   The number of objects to add in the mempool from obj_table.
1389  */
1390 static __rte_always_inline void
1391 rte_mempool_put_bulk(struct rte_mempool *mp, void * const *obj_table,
1392                      unsigned int n)
1393 {
1394         struct rte_mempool_cache *cache;
1395         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1396         rte_mempool_trace_put_bulk(mp, obj_table, n, cache);
1397         rte_mempool_generic_put(mp, obj_table, n, cache);
1398 }
1399
1400 /**
1401  * Put one object back in the mempool.
1402  *
1403  * This function calls the multi-producer or the single-producer
1404  * version depending on the default behavior that was specified at
1405  * mempool creation time (see flags).
1406  *
1407  * @param mp
1408  *   A pointer to the mempool structure.
1409  * @param obj
1410  *   A pointer to the object to be added.
1411  */
1412 static __rte_always_inline void
1413 rte_mempool_put(struct rte_mempool *mp, void *obj)
1414 {
1415         rte_mempool_put_bulk(mp, &obj, 1);
1416 }
1417
1418 /**
1419  * @internal Get several objects from the mempool; used internally.
1420  * @param mp
1421  *   A pointer to the mempool structure.
1422  * @param obj_table
1423  *   A pointer to a table of void * pointers (objects).
1424  * @param n
1425  *   The number of objects to get, must be strictly positive.
1426  * @param cache
1427  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1428  * @return
1429  *   - >=0: Success; number of objects supplied.
1430  *   - <0: Error; code of ring dequeue function.
1431  */
1432 static __rte_always_inline int
1433 __mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1434                       unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1435 {
1436         int ret;
1437         uint32_t index, len;
1438         void **cache_objs;
1439
1440         /* No cache provided or cannot be satisfied from cache */
1441         if (unlikely(cache == NULL || n >= cache->size))
1442                 goto ring_dequeue;
1443
1444         cache_objs = cache->objs;
1445
1446         /* Can this be satisfied from the cache? */
1447         if (cache->len < n) {
1448                 /* No. Backfill the cache first, and then fill from it */
1449                 uint32_t req = n + (cache->size - cache->len);
1450
1451                 /* How many do we require i.e. number to fill the cache + the request */
1452                 ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp,
1453                         &cache->objs[cache->len], req);
1454                 if (unlikely(ret < 0)) {
1455                         /*
1456                          * In the off chance that we are buffer constrained,
1457                          * where we are not able to allocate cache + n, go to
1458                          * the ring directly. If that fails, we are truly out of
1459                          * buffers.
1460                          */
1461                         goto ring_dequeue;
1462                 }
1463
1464                 cache->len += req;
1465         }
1466
1467         /* Now fill in the response ... */
1468         for (index = 0, len = cache->len - 1; index < n; ++index, len--, obj_table++)
1469                 *obj_table = cache_objs[len];
1470
1471         cache->len -= n;
1472
1473         __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1474
1475         return 0;
1476
1477 ring_dequeue:
1478
1479         /* get remaining objects from ring */
1480         ret = rte_mempool_ops_dequeue_bulk(mp, obj_table, n);
1481
1482         if (ret < 0)
1483                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1484         else
1485                 __MEMPOOL_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1486
1487         return ret;
1488 }
1489
1490 /**
1491  * Get several objects from the mempool.
1492  *
1493  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1494  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1495  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1496  * lcores are full.
1497  *
1498  * @param mp
1499  *   A pointer to the mempool structure.
1500  * @param obj_table
1501  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1502  * @param n
1503  *   The number of objects to get from mempool to obj_table.
1504  * @param cache
1505  *   A pointer to a mempool cache structure. May be NULL if not needed.
1506  * @return
1507  *   - 0: Success; objects taken.
1508  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1509  */
1510 static __rte_always_inline int
1511 rte_mempool_generic_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_table,
1512                         unsigned int n, struct rte_mempool_cache *cache)
1513 {
1514         int ret;
1515         ret = __mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1516         if (ret == 0)
1517                 __mempool_check_cookies(mp, obj_table, n, 1);
1518         rte_mempool_trace_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1519         return ret;
1520 }
1521
1522 /**
1523  * Get several objects from the mempool.
1524  *
1525  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1526  * version, depending on the default behaviour that was specified at
1527  * mempool creation time (see flags).
1528  *
1529  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1530  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1531  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1532  * lcores are full.
1533  *
1534  * @param mp
1535  *   A pointer to the mempool structure.
1536  * @param obj_table
1537  *   A pointer to a table of void * pointers (objects) that will be filled.
1538  * @param n
1539  *   The number of objects to get from the mempool to obj_table.
1540  * @return
1541  *   - 0: Success; objects taken
1542  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1543  */
1544 static __rte_always_inline int
1545 rte_mempool_get_bulk(struct rte_mempool *mp, void **obj_table, unsigned int n)
1546 {
1547         struct rte_mempool_cache *cache;
1548         cache = rte_mempool_default_cache(mp, rte_lcore_id());
1549         rte_mempool_trace_get_bulk(mp, obj_table, n, cache);
1550         return rte_mempool_generic_get(mp, obj_table, n, cache);
1551 }
1552
1553 /**
1554  * Get one object from the mempool.
1555  *
1556  * This function calls the multi-consumers or the single-consumer
1557  * version, depending on the default behavior that was specified at
1558  * mempool creation (see flags).
1559  *
1560  * If cache is enabled, objects will be retrieved first from cache,
1561  * subsequently from the common pool. Note that it can return -ENOENT when
1562  * the local cache and common pool are empty, even if cache from other
1563  * lcores are full.
1564  *
1565  * @param mp
1566  *   A pointer to the mempool structure.
1567  * @param obj_p
1568  *   A pointer to a void * pointer (object) that will be filled.
1569  * @return
1570  *   - 0: Success; objects taken.
1571  *   - -ENOENT: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1572  */
1573 static __rte_always_inline int
1574 rte_mempool_get(struct rte_mempool *mp, void **obj_p)
1575 {
1576         return rte_mempool_get_bulk(mp, obj_p, 1);
1577 }
1578
1579 /**
1580  * @warning
1581  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
1582  *
1583  * Get a contiguous blocks of objects from the mempool.
1584  *
1585  * If cache is enabled, consider to flush it first, to reuse objects
1586  * as soon as possible.
1587  *
1588  * The application should check that the driver supports the operation
1589  * by calling rte_mempool_ops_get_info() and checking that `contig_block_size`
1590  * is not zero.
1591  *
1592  * @param mp
1593  *   A pointer to the mempool structure.
1594  * @param first_obj_table
1595  *   A pointer to a pointer to the first object in each block.
1596  * @param n
1597  *   The number of blocks to get from mempool.
1598  * @return
1599  *   - 0: Success; blocks taken.
1600  *   - -ENOBUFS: Not enough entries in the mempool; no object is retrieved.
1601  *   - -EOPNOTSUPP: The mempool driver does not support block dequeue
1602  */
1603 static __rte_always_inline int
1604 __rte_experimental
1605 rte_mempool_get_contig_blocks(struct rte_mempool *mp,
1606                               void **first_obj_table, unsigned int n)
1607 {
1608         int ret;
1609
1610         ret = rte_mempool_ops_dequeue_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
1611         if (ret == 0) {
1612                 __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, get_success, n);
1613                 __mempool_contig_blocks_check_cookies(mp, first_obj_table, n,
1614                                                       1);
1615         } else {
1616                 __MEMPOOL_CONTIG_BLOCKS_STAT_ADD(mp, get_fail, n);
1617         }
1618
1619         rte_mempool_trace_get_contig_blocks(mp, first_obj_table, n);
1620         return ret;
1621 }
1622
1623 /**
1624  * Return the number of entries in the mempool.
1625  *
1626  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1627  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1628  * debug purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1629  *
1630  * @param mp
1631  *   A pointer to the mempool structure.
1632  * @return
1633  *   The number of entries in the mempool.
1634  */
1635 unsigned int rte_mempool_avail_count(const struct rte_mempool *mp);
1636
1637 /**
1638  * Return the number of elements which have been allocated from the mempool
1639  *
1640  * When cache is enabled, this function has to browse the length of
1641  * all lcores, so it should not be used in a data path, but only for
1642  * debug purposes.
1643  *
1644  * @param mp
1645  *   A pointer to the mempool structure.
1646  * @return
1647  *   The number of free entries in the mempool.
1648  */
1649 unsigned int
1650 rte_mempool_in_use_count(const struct rte_mempool *mp);
1651
1652 /**
1653  * Test if the mempool is full.
1654  *
1655  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1656  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1657  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1658  *
1659  * @param mp
1660  *   A pointer to the mempool structure.
1661  * @return
1662  *   - 1: The mempool is full.
1663  *   - 0: The mempool is not full.
1664  */
1665 static inline int
1666 rte_mempool_full(const struct rte_mempool *mp)
1667 {
1668         return rte_mempool_avail_count(mp) == mp->size;
1669 }
1670
1671 /**
1672  * Test if the mempool is empty.
1673  *
1674  * When cache is enabled, this function has to browse the length of all
1675  * lcores, so it should not be used in a data path, but only for debug
1676  * purposes. User-owned mempool caches are not accounted for.
1677  *
1678  * @param mp
1679  *   A pointer to the mempool structure.
1680  * @return
1681  *   - 1: The mempool is empty.
1682  *   - 0: The mempool is not empty.
1683  */
1684 static inline int
1685 rte_mempool_empty(const struct rte_mempool *mp)
1686 {
1687         return rte_mempool_avail_count(mp) == 0;
1688 }
1689
1690 /**
1691  * Return the IO address of elt, which is an element of the pool mp.
1692  *
1693  * @param elt
1694  *   A pointer (virtual address) to the element of the pool.
1695  * @return
1696  *   The IO address of the elt element.
1697  *   If the mempool was created with MEMPOOL_F_NO_IOVA_CONTIG, the
1698  *   returned value is RTE_BAD_IOVA.
1699  */
1700 static inline rte_iova_t
1701 rte_mempool_virt2iova(const void *elt)
1702 {
1703         const struct rte_mempool_objhdr *hdr;
1704         hdr = (const struct rte_mempool_objhdr *)RTE_PTR_SUB(elt,
1705                 sizeof(*hdr));
1706         return hdr->iova;
1707 }
1708
1709 /**
1710  * Check the consistency of mempool objects.
1711  *
1712  * Verify the coherency of fields in the mempool structure. Also check
1713  * that the cookies of mempool objects (even the ones that are not
1714  * present in pool) have a correct value. If not, a panic will occur.
1715  *
1716  * @param mp
1717  *   A pointer to the mempool structure.
1718  */
1719 void rte_mempool_audit(struct rte_mempool *mp);
1720
1721 /**
1722  * Return a pointer to the private data in an mempool structure.
1723  *
1724  * @param mp
1725  *   A pointer to the mempool structure.
1726  * @return
1727  *   A pointer to the private data.
1728  */
1729 static inline void *rte_mempool_get_priv(struct rte_mempool *mp)
1730 {
1731         return (char *)mp +
1732                 MEMPOOL_HEADER_SIZE(mp, mp->cache_size);
1733 }
1734
1735 /**
1736  * Dump the status of all mempools on the console
1737  *
1738  * @param f
1739  *   A pointer to a file for output
1740  */
1741 void rte_mempool_list_dump(FILE *f);
1742
1743 /**
1744  * Search a mempool from its name
1745  *
1746  * @param name
1747  *   The name of the mempool.
1748  * @return
1749  *   The pointer to the mempool matching the name, or NULL if not found.
1750  *   NULL on error
1751  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
1752  *    - ENOENT - required entry not available to return.
1753  *
1754  */
1755 struct rte_mempool *rte_mempool_lookup(const char *name);
1756
1757 /**
1758  * Get the header, trailer and total size of a mempool element.
1759  *
1760  * Given a desired size of the mempool element and mempool flags,
1761  * calculates header, trailer, body and total sizes of the mempool object.
1762  *
1763  * @param elt_size
1764  *   The size of each element, without header and trailer.
1765  * @param flags
1766  *   The flags used for the mempool creation.
1767  *   Consult rte_mempool_create() for more information about possible values.
1768  *   The size of each element.
1769  * @param sz
1770  *   The calculated detailed size the mempool object. May be NULL.
1771  * @return
1772  *   Total size of the mempool object.
1773  */
1774 uint32_t rte_mempool_calc_obj_size(uint32_t elt_size, uint32_t flags,
1775         struct rte_mempool_objsz *sz);
1776
1777 /**
1778  * Walk list of all memory pools
1779  *
1780  * @param func
1781  *   Iterator function
1782  * @param arg
1783  *   Argument passed to iterator
1784  */
1785 void rte_mempool_walk(void (*func)(struct rte_mempool *, void *arg),
1786                       void *arg);
1787
1788 /**
1789  * @warning
1790  * @b EXPERIMENTAL: this API may change without prior notice.
1791  *
1792  * @internal Get page size used for mempool object allocation.
1793  * This function is internal to mempool library and mempool drivers.
1794  */
1795 __rte_experimental
1796 int
1797 rte_mempool_get_page_size(struct rte_mempool *mp, size_t *pg_sz);
1798
1799 #ifdef __cplusplus
1800 }
1801 #endif
1802
1803 #endif /* _RTE_MEMPOOL_H_ */