doc: improve Linux guide layout
[dpdk.git] / doc / guides / linux_gsg / build_dpdk.rst
1 ..  BSD LICENSE
2     Copyright(c) 2010-2015 Intel Corporation. All rights reserved.
3     All rights reserved.
4
5     Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6     modification, are permitted provided that the following conditions
7     are met:
8
9     * Redistributions of source code must retain the above copyright
10     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12     notice, this list of conditions and the following disclaimer in
13     the documentation and/or other materials provided with the
14     distribution.
15     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
16     contributors may be used to endorse or promote products derived
17     from this software without specific prior written permission.
18
19     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20     "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21     LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22     A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
23     OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
24     SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
25     LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
26     DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
27     THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
28     (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
29     OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30
31 Compiling the DPDK Target from Source
32 =====================================
33
34 .. note::
35
36     Parts of this process can also be done using the setup script described in
37     the :ref:`linux_setup_script` section of this document.
38
39 Install the DPDK and Browse Sources
40 -----------------------------------
41
42 First, uncompress the archive and move to the uncompressed DPDK source directory:
43
44 .. code-block:: console
45
46     unzip DPDK-<version>.zip
47     cd DPDK-<version>
48
49     ls
50     app/ config/ examples/ lib/ LICENSE.GPL LICENSE.LGPL Makefile
51     mk/ scripts/ tools/
52
53 The DPDK is composed of several directories:
54
55 *   lib: Source code of DPDK libraries
56
57 *   drivers: Source code of DPDK poll-mode drivers
58
59 *   app: Source code of DPDK applications (automatic tests)
60
61 *   examples: Source code of DPDK application examples
62
63 *   config, tools, scripts, mk: Framework-related makefiles, scripts and configuration
64
65 Installation of DPDK Target Environments
66 ----------------------------------------
67
68 The format of a DPDK target is::
69
70     ARCH-MACHINE-EXECENV-TOOLCHAIN
71
72 where:
73
74 * ``ARCH`` can be:  ``i686``, ``x86_64``, ``ppc_64``
75
76 * ``MACHINE`` can be:  ``native``, ``ivshmem``, ``power8``
77
78 * ``EXECENV`` can be:  ``linuxapp``,  ``bsdapp``
79
80 * ``TOOLCHAIN`` can be:  ``gcc``,  ``icc``
81
82 The targets to be installed depend on the 32-bit and/or 64-bit packages and compilers installed on the host.
83 Available targets can be found in the DPDK/config directory.
84 The defconfig\_ prefix should not be used.
85
86 .. note::
87
88     Configuration files are provided with the ``RTE_MACHINE`` optimization level set.
89     Within the configuration files, the ``RTE_MACHINE`` configuration value is set to native,
90     which means that the compiled software is tuned for the platform on which it is built.
91     For more information on this setting, and its possible values, see the *DPDK Programmers Guide*.
92
93 When using the IntelĀ® C++ Compiler (icc), one of the following commands should be invoked for 64-bit or 32-bit use respectively.
94 Notice that the shell scripts update the ``$PATH`` variable and therefore should not be performed in the same session.
95 Also, verify the compiler's installation directory since the path may be different:
96
97 .. code-block:: console
98
99     source /opt/intel/bin/iccvars.sh intel64
100     source /opt/intel/bin/iccvars.sh ia32
101
102 To install and make targets, use the ``make install T=<target>`` command in the top-level DPDK directory.
103
104 For example, to compile a 64-bit target using icc, run:
105
106 .. code-block:: console
107
108     make install T=x86_64-native-linuxapp-icc
109
110 To compile a 32-bit build using gcc, the make command should be:
111
112 .. code-block:: console
113
114     make install T=i686-native-linuxapp-gcc
115
116 To prepare a target without building it, for example, if the configuration changes need to be made before compilation,
117 use the ``make config T=<target>`` command:
118
119 .. code-block:: console
120
121     make config T=x86_64-native-linuxapp-gcc
122
123 .. warning::
124
125     Any kernel modules to be used, e.g. ``igb_uio``, ``kni``, must be compiled with the
126     same kernel as the one running on the target.
127     If the DPDK is not being built on the target machine,
128     the ``RTE_KERNELDIR`` environment variable should be used to point the compilation at a copy of the kernel version to be used on the target machine.
129
130 Once the target environment is created, the user may move to the target environment directory and continue to make code changes and re-compile.
131 The user may also make modifications to the compile-time DPDK configuration by editing the .config file in the build directory.
132 (This is a build-local copy of the defconfig file from the top- level config directory).
133
134 .. code-block:: console
135
136     cd x86_64-native-linuxapp-gcc
137     vi .config
138     make
139
140 In addition, the make clean command can be used to remove any existing compiled files for a subsequent full, clean rebuild of the code.
141
142 Browsing the Installed DPDK Environment Target
143 ----------------------------------------------
144
145 Once a target is created it contains all libraries, including poll-mode drivers, and header files for the DPDK environment that are required to build customer applications.
146 In addition, the test and testpmd applications are built under the build/app directory, which may be used for testing.
147 A kmod  directory is also present that contains kernel modules which may be loaded if needed.
148
149 .. code-block:: console
150
151     ls x86_64-native-linuxapp-gcc
152
153     app build hostapp include kmod lib Makefile
154
155 Loading Modules to Enable Userspace IO for DPDK
156 -----------------------------------------------
157
158 To run any DPDK application, a suitable uio module can be loaded into the running kernel.
159 In many cases, the standard ``uio_pci_generic`` module included in the Linux kernel
160 can provide the uio capability. This module can be loaded using the command
161
162 .. code-block:: console
163
164     sudo modprobe uio_pci_generic
165
166 As an alternative to the ``uio_pci_generic``, the DPDK also includes the igb_uio
167 module which can be found in the kmod subdirectory referred to above. It can
168 be loaded as shown below:
169
170 .. code-block:: console
171
172     sudo modprobe uio
173     sudo insmod kmod/igb_uio.ko
174
175 .. note::
176
177     For some devices which lack support for legacy interrupts, e.g. virtual function
178     (VF) devices, the ``igb_uio`` module may be needed in place of ``uio_pci_generic``.
179
180 Since DPDK release 1.7 onward provides VFIO support, use of UIO is optional
181 for platforms that support using VFIO.
182
183 Loading VFIO Module
184 -------------------
185
186 To run an DPDK application and make use of VFIO, the ``vfio-pci`` module must be loaded:
187
188 .. code-block:: console
189
190     sudo modprobe vfio-pci
191
192 Note that in order to use VFIO, your kernel must support it.
193 VFIO kernel modules have been included in the Linux kernel since version 3.6.0 and are usually present by default,
194 however please consult your distributions documentation to make sure that is the case.
195
196 Also, to use VFIO, both kernel and BIOS must support and be configured to use IO virtualization (such as IntelĀ® VT-d).
197
198 For proper operation of VFIO when running DPDK applications as a non-privileged user, correct permissions should also be set up.
199 This can be done by using the DPDK setup script (called setup.sh and located in the tools directory).
200
201 .. _linux_gsg_binding_kernel:
202
203 Binding and Unbinding Network Ports to/from the Kernel Modules
204 --------------------------------------------------------------
205
206 As of release 1.4, DPDK applications no longer automatically unbind all supported network ports from the kernel driver in use.
207 Instead, all ports that are to be used by an DPDK application must be bound to the
208 ``uio_pci_generic``, ``igb_uio`` or ``vfio-pci`` module before the application is run.
209 Any network ports under Linux* control will be ignored by the DPDK poll-mode drivers and cannot be used by the application.
210
211 .. warning::
212
213     The DPDK will, by default, no longer automatically unbind network ports from the kernel driver at startup.
214     Any ports to be used by an DPDK application must be unbound from Linux* control and
215     bound to the ``uio_pci_generic``, ``igb_uio`` or ``vfio-pci`` module before the application is run.
216
217 To bind ports to the ``uio_pci_generic``, ``igb_uio`` or ``vfio-pci`` module for DPDK use,
218 and then subsequently return ports to Linux* control,
219 a utility script called dpdk_nic _bind.py is provided in the tools subdirectory.
220 This utility can be used to provide a view of the current state of the network ports on the system,
221 and to bind and unbind those ports from the different kernel modules, including the uio and vfio modules.
222 The following are some examples of how the script can be used.
223 A full description of the script and its parameters can be obtained by calling the script with the ``--help`` or ``--usage`` options.
224 Note that the uio or vfio kernel modules to be used, should be loaded into the kernel before
225 running the ``dpdk_nic_bind.py`` script.
226
227 .. warning::
228
229     Due to the way VFIO works, there are certain limitations to which devices can be used with VFIO.
230     Mainly it comes down to how IOMMU groups work.
231     Any Virtual Function device can be used with VFIO on its own, but physical devices will require either all ports bound to VFIO,
232     or some of them bound to VFIO while others not being bound to anything at all.
233
234     If your device is behind a PCI-to-PCI bridge, the bridge will then be part of the IOMMU group in which your device is in.
235     Therefore, the bridge driver should also be unbound from the bridge PCI device for VFIO to work with devices behind the bridge.
236
237 .. warning::
238
239     While any user can run the dpdk_nic_bind.py script to view the status of the network ports,
240     binding or unbinding network ports requires root privileges.
241
242 To see the status of all network ports on the system:
243
244 .. code-block:: console
245
246     ./tools/dpdk_nic_bind.py --status
247
248     Network devices using DPDK-compatible driver
249     ============================================
250     0000:82:00.0 '82599EB 10-GbE NIC' drv=uio_pci_generic unused=ixgbe
251     0000:82:00.1 '82599EB 10-GbE NIC' drv=uio_pci_generic unused=ixgbe
252
253     Network devices using kernel driver
254     ===================================
255     0000:04:00.0 'I350 1-GbE NIC' if=em0  drv=igb unused=uio_pci_generic *Active*
256     0000:04:00.1 'I350 1-GbE NIC' if=eth1 drv=igb unused=uio_pci_generic
257     0000:04:00.2 'I350 1-GbE NIC' if=eth2 drv=igb unused=uio_pci_generic
258     0000:04:00.3 'I350 1-GbE NIC' if=eth3 drv=igb unused=uio_pci_generic
259
260     Other network devices
261     =====================
262     <none>
263
264 To bind device ``eth1``,``04:00.1``, to the ``uio_pci_generic`` driver:
265
266 .. code-block:: console
267
268     ./tools/dpdk_nic_bind.py --bind=uio_pci_generic 04:00.1
269
270 or, alternatively,
271
272 .. code-block:: console
273
274     ./tools/dpdk_nic_bind.py --bind=uio_pci_generic eth1
275
276 To restore device ``82:00.0`` to its original kernel binding:
277
278 .. code-block:: console
279
280     ./tools/dpdk_nic_bind.py --bind=ixgbe 82:00.0