doc: add NIC performance guide on Linux IA
[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 .. _linux_gsg_compiling_dpdk:
32
33 Compiling the DPDK Target from Source
34 =====================================
35
36 .. note::
37
38     Parts of this process can also be done using the setup script described in Chapter 6 of this document.
39
40 Install the DPDK and Browse Sources
41 -----------------------------------
42
43 First, uncompress the archive and move to the uncompressed DPDK source directory:
44
45 .. code-block:: console
46
47    user@host:~$ unzip DPDK-<version>.zip
48    user@host:~$ cd DPDK-<version>
49    user@host:~/DPDK-<version>$ ls
50    app/   config/   drivers/   examples/   lib/   LICENSE.GPL   LICENSE.LGPL   Makefile   mk/   scripts/   tools/
51
52 The DPDK is composed of several directories:
53
54 *   lib: Source code of DPDK libraries
55
56 *   drivers: Source code of DPDK poll-mode drivers
57
58 *   app: Source code of DPDK applications (automatic tests)
59
60 *   examples: Source code of DPDK application examples
61
62 *   config, tools, scripts, mk: Framework-related makefiles, scripts and configuration
63
64 Installation of DPDK Target Environments
65 ----------------------------------------
66
67 The format of a DPDK target is:
68
69     ARCH-MACHINE-EXECENV-TOOLCHAIN
70
71 where:
72
73 *   ARCH can be:  i686, x86_64, ppc_64
74
75 *   MACHINE can be:  native, ivshmem, power8
76
77 *   EXECENV can be:  linuxapp,  bsdapp
78
79 *   TOOLCHAIN can be:  gcc,  icc
80
81 The targets to be installed depend on the 32-bit and/or 64-bit packages and compilers installed on the host.
82 Available targets can be found in the DPDK/config directory.
83 The defconfig\_ prefix should not be used.
84
85 .. note::
86
87     Configuration files are provided with the RTE_MACHINE optimization level set.
88     Within the configuration files, the RTE_MACHINE configuration value is set to native,
89     which means that the compiled software is tuned for the platform on which it is built.
90     For more information on this setting, and its possible values, see the *DPDK Programmers Guide*.
91
92 When using the IntelĀ® C++ Compiler (icc), one of the following commands should be invoked for 64-bit or 32-bit use respectively.
93 Notice that the shell scripts update the $PATH variable and therefore should not be performed in the same session.
94 Also, verify the compiler's installation directory since the path may be different:
95
96 .. code-block:: console
97
98     source /opt/intel/bin/iccvars.sh intel64
99     source /opt/intel/bin/iccvars.sh ia32
100
101 To install and make targets, use the make install T=<target> command in the top-level DPDK directory.
102
103 For example, to compile a 64-bit target using icc, run:
104
105 .. code-block:: console
106
107     make install T=x86_64-native-linuxapp-icc
108
109 To compile a 32-bit build using gcc, the make command should be:
110
111 .. code-block:: console
112
113     make install T=i686-native-linuxapp-gcc
114
115 To prepare a target without building it, for example, if the configuration changes need to be made before compilation,
116 use the make config T=<target> command:
117
118 .. code-block:: console
119
120     make config T=x86_64-native-linuxapp-gcc
121
122 .. warning::
123
124     Any kernel modules to be used, e.g. igb_uio, kni, must be compiled with the
125     same kernel as the one running on the target.
126     If the DPDK is not being built on the target machine,
127     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.
128
129 Once the target environment is created, the user may move to the target environment directory and continue to make code changes and re-compile.
130 The user may also make modifications to the compile-time DPDK configuration by editing the .config file in the build directory.
131 (This is a build-local copy of the defconfig file from the top- level config directory).
132
133 .. code-block:: console
134
135     cd x86_64-native-linuxapp-gcc
136     vi .config
137     make
138
139 In addition, the make clean command can be used to remove any existing compiled files for a subsequent full, clean rebuild of the code.
140
141 Browsing the Installed DPDK Environment Target
142 ----------------------------------------------
143
144 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.
145 In addition, the test and testpmd applications are built under the build/app directory, which may be used for testing.
146 A kmod  directory is also present that contains kernel modules which may be loaded if needed.
147
148 .. code-block:: console
149
150     $ ls x86_64-native-linuxapp-gcc
151     app build hostapp include kmod lib Makefile
152
153 Loading Modules to Enable Userspace IO for DPDK
154 -----------------------------------------------
155
156 To run any DPDK application, a suitable uio module can be loaded into the running kernel.
157 In many cases, the standard uio_pci_generic module included in the Linux kernel
158 can provide the uio capability. This module can be loaded using the command
159
160 .. code-block:: console
161
162     sudo modprobe uio_pci_generic
163
164 As an alternative to the uio_pci_generic, the DPDK also includes the igb_uio
165 module which can be found in the kmod subdirectory referred to above. It can
166 be loaded as shown below:
167
168 .. code-block:: console
169
170     sudo modprobe uio
171     sudo insmod kmod/igb_uio.ko
172
173 .. note::
174
175     For some devices which lack support for legacy interrupts, e.g. virtual function
176     (VF) devices, the igb_uio module may be needed in place of uio_pci_generic.
177
178 Since DPDK release 1.7 onward provides VFIO support, use of UIO is optional
179 for platforms that support using VFIO.
180
181 Loading VFIO Module
182 -------------------
183
184 To run an DPDK application and make use of VFIO, the vfio-pci module must be loaded:
185
186 .. code-block:: console
187
188     sudo modprobe vfio-pci
189
190 Note that in order to use VFIO, your kernel must support it.
191 VFIO kernel modules have been included in the Linux kernel since version 3.6.0 and are usually present by default,
192 however please consult your distributions documentation to make sure that is the case.
193
194 Also, to use VFIO, both kernel and BIOS must support and be configured to use IO virtualization (such as IntelĀ® VT-d).
195
196 For proper operation of VFIO when running DPDK applications as a non-privileged user, correct permissions should also be set up.
197 This can be done by using the DPDK setup script (called setup.sh and located in the tools directory).
198
199 Binding and Unbinding Network Ports to/from the Kernel Modules
200 ----------------------------------------------------------------------
201
202 As of release 1.4, DPDK applications no longer automatically unbind all supported network ports from the kernel driver in use.
203 Instead, all ports that are to be used by an DPDK application must be bound to the
204 uio_pci_generic, igb_uio or vfio-pci module before the application is run.
205 Any network ports under Linux* control will be ignored by the DPDK poll-mode drivers and cannot be used by the application.
206
207 .. warning::
208
209     The DPDK will, by default, no longer automatically unbind network ports from the kernel driver at startup.
210     Any ports to be used by an DPDK application must be unbound from Linux* control and
211     bound to the uio_pci_generic, igb_uio or vfio-pci module before the application is run.
212
213 To bind ports to the uio_pci_generic, igb_uio or vfio-pci module for DPDK use,
214 and then subsequently return ports to Linux* control,
215 a utility script called dpdk_nic _bind.py is provided in the tools subdirectory.
216 This utility can be used to provide a view of the current state of the network ports on the system,
217 and to bind and unbind those ports from the different kernel modules, including the uio and vfio modules.
218 The following are some examples of how the script can be used.
219 A full description of the script and its parameters can be obtained by calling the script with the --help or --usage options.
220 Note that the uio or vfio kernel modules to be used, should be loaded into the kernel before
221 running the dpdk_nic_bind.py script.
222
223 .. warning::
224
225     Due to the way VFIO works, there are certain limitations to which devices can be used with VFIO.
226     Mainly it comes down to how IOMMU groups work.
227     Any Virtual Function device can be used with VFIO on its own, but physical devices will require either all ports bound to VFIO,
228     or some of them bound to VFIO while others not being bound to anything at all.
229
230     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.
231     Therefore, the bridge driver should also be unbound from the bridge PCI device for VFIO to work with devices behind the bridge.
232
233 .. warning::
234
235     While any user can run the dpdk_nic_bind.py script to view the status of the network ports,
236     binding or unbinding network ports requires root privileges.
237
238 To see the status of all network ports on the system:
239
240 .. code-block:: console
241
242     root@host:DPDK# ./tools/dpdk_nic_bind.py --status
243
244     Network devices using DPDK-compatible driver
245     ============================================
246     0000:82:00.0 '82599EB 10-Gigabit SFI/SFP+ Network Connection' drv=uio_pci_generic unused=ixgbe
247     0000:82:00.1 '82599EB 10-Gigabit SFI/SFP+ Network Connection' drv=uio_pci_generic unused=ixgbe
248
249     Network devices using kernel driver
250     ===================================
251     0000:04:00.0 'I350 Gigabit Network Connection' if=em0 drv=igb unused=uio_pci_generic *Active*
252     0000:04:00.1 'I350 Gigabit Network Connection' if=eth1 drv=igb unused=uio_pci_generic
253     0000:04:00.2 'I350 Gigabit Network Connection' if=eth2 drv=igb unused=uio_pci_generic
254     0000:04:00.3 'I350 Gigabit Network Connection' if=eth3 drv=igb unused=uio_pci_generic
255
256     Other network devices
257     =====================
258     <none>
259
260 To bind device eth1, 04:00.1, to the uio_pci_generic driver:
261
262 .. code-block:: console
263
264     root@host:DPDK# ./tools/dpdk_nic_bind.py --bind=uio_pci_generic 04:00.1
265
266 or, alternatively,
267
268 .. code-block:: console
269
270     root@host:DPDK# ./tools/dpdk_nic_bind.py --bind=uio_pci_generic eth1
271
272 To restore device 82:00.0 to its original kernel binding:
273
274 .. code-block:: console
275
276     root@host:DPDK# ./tools/dpdk_nic_bind.py --bind=ixgbe 82:00.0