common/mlx5: prepare support of packet pacing
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright 2015 6WIND S.A.
3     Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 MLX5 poll mode driver
8 =====================
9
10 The MLX5 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23 .. note::
24
25    Due to external dependencies, this driver is disabled in default configuration
26    of the "make" build. It can be enabled with ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD=y``
27    or by using "meson" build system which will detect dependencies.
28
29 Design
30 ------
31
32 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
33 kernel support), librte_pmd_mlx5 relies heavily on system calls for control
34 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
35
36 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
37 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
38 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
39 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
40 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
41
42 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
43 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
44 long as they share the same MAC address.
45 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
46 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
47 application.
48
49 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
50 or directly the hardware components.
51 There are different levels of objects and bypassing abilities
52 to get the best performances:
53
54 - Verbs is a complete high-level generic API
55 - Direct Verbs is a device-specific API
56 - DevX allows to access firmware objects
57 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
58
59 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
60 libibverbs.
61
62 Features
63 --------
64
65 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
66 - Multiple TX and RX queues.
67 - Support for scattered TX and RX frames.
68 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
69 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
70   and source only, destination only or both.
71 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
72 - Default RSS operation with no hash key specification.
73 - Configurable RETA table.
74 - Link flow control (pause frame).
75 - Support for multiple MAC addresses.
76 - VLAN filtering.
77 - RX VLAN stripping.
78 - TX VLAN insertion.
79 - RX CRC stripping configuration.
80 - Promiscuous mode on PF and VF.
81 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
82 - Hardware checksum offloads.
83 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
84   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
85 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
86 - Multiple process.
87 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
88 - RSS hash result is supported.
89 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
90 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
91 - RX interrupts.
92 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
93 - Rx HW timestamp.
94 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
95 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
96 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
97   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
98 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
99 - Support for multiple rte_flow groups.
100 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
101 - Hardware LRO.
102 - Hairpin.
103
104 Limitations
105 -----------
106
107 - For secondary process:
108
109   - Forked secondary process not supported.
110   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
111     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
112     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
113     process. If the external memory is registered by primary process but has
114     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
115
116 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
117   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
118
119   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
120   Meaning, the flow rule::
121
122         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
123
124   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
125
126         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
127
128   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
129
130 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
131   will match untagged packets only.
132   The flow rule::
133
134         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
135
136   Will match untagged packets only.
137   The flow rule::
138
139         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
140
141   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
142   The flow rule::
143
144         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
145
146   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
147
148 - VLAN pop offload command:
149
150   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
151     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
152   - The command is not supported on egress traffic.
153
154 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
155
156 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
157
158 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
159   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
160   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
161   inline settings) to 58.
162
163 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
164   to 0 are not supported.
165
166 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
167
168 - Match on Geneve header supports the following fields only:
169
170      - VNI
171      - OAM
172      - protocol type
173      - options length
174        Currently, the only supported options length value is 0.
175
176 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
177   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
178
179 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
180
181      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
182      - msg_type
183      - teid
184
185 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
186   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
187
188 .. note::
189
190    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
191    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
192    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
193    remain present and should be removed manually by other means.
194
195 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
196   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
197   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
198   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
199   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
200   holds the external buffers may be corrupted.
201
202 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
203   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
204   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
205
206 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
207   and allmulticast mode are both set to off.
208   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
209   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
210
211 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
212   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
213
214   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
215   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
216
217   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
218   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
219   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
220   which is intended to be used by the application.
221
222   To query the supported specific flags in runtime,
223   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
224   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
225   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
226
227     - application starts
228     - probe the devices, ports are created
229     - query the port capabilities
230     - if port supporting the feature is found
231     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
232     - application starts the ports
233     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
234       enables the feature support in datapath
235     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
236       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
237
238 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
239   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
240   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
241   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
242   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
243
244 - E-Switch decapsulation Flow:
245
246   - can be applied to PF port only.
247   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
248   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
249
250 - E-Switch  encapsulation Flow:
251
252   - can be applied to VF ports only.
253   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
254
255 - Raw encapsulation:
256
257   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
258
259 - Raw decapsulation:
260
261   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
262   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
263   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
264
265 - ICMP/ICMP6 code/type matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
266   mutually exclusive features which cannot be supported together
267   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
268
269 - LRO:
270
271   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
272   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
273   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
274     TCP header (122B).
275   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
276     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
277   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
278         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
279
280     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
281
282 Statistics
283 ----------
284
285 MLX5 supports various methods to report statistics:
286
287 Port statistics can be queried using ``rte_eth_stats_get()``. The received and sent statistics are through SW only and counts the number of packets received or sent successfully by the PMD. The imissed counter is the amount of packets that could not be delivered to SW because a queue was full. Packets not received due to congestion in the bus or on the NIC can be queried via the rx_discards_phy xstats counter.
288
289 Extended statistics can be queried using ``rte_eth_xstats_get()``. The extended statistics expose a wider set of counters counted by the device. The extended port statistics counts the number of packets received or sent successfully by the port. As Mellanox NICs are using the :ref:`Bifurcated Linux Driver <linux_gsg_linux_drivers>` those counters counts also packet received or sent by the Linux kernel. The counters with ``_phy`` suffix counts the total events on the physical port, therefore not valid for VF.
290
291 Finally per-flow statistics can by queried using ``rte_flow_query`` when attaching a count action for specific flow. The flow counter counts the number of packets received successfully by the port and match the specific flow.
292
293 Configuration
294 -------------
295
296 Compilation options
297 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
298
299 These options can be modified in the ``.config`` file.
300
301 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
302
303   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
304
305 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
306
307   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
308   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
309   on the target system.
310
311   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
312   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
313   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
314   missing with ``ldd(1)``.
315
316   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
317   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
318   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
319   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
320   default empty string (``""``).
321
322   This option has no performance impact.
323
324 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
325
326   Embed static flavor of the dependencies **libibverbs** and **libmlx5**
327   in the PMD shared library or the executable static binary.
328
329 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
330
331   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
332   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
333   lower performance.
334
335 .. note::
336
337    For BlueField, target should be set to ``arm64-bluefield-linux-gcc``. This
338    will enable ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` and set ``RTE_CACHE_LINE_SIZE`` to
339    64. Default armv8a configuration of make build and meson build set it to 128
340    then brings performance degradation.
341
342 This option is available in meson:
343
344 - ``ibverbs_link`` can be ``static``, ``shared``, or ``dlopen``.
345
346 Environment variables
347 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
348
349 - ``MLX5_GLUE_PATH``
350
351   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
352   separated by colons or semi-colons.
353
354   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
355   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
356   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
357
358 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
359
360   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
361
362   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
363   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
364   becomes full, but it depends on CPU design.
365
366   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
367   after updating the register so that the update can be immediately visible to
368   HW.
369
370   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
371   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
372   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
373   slightly decline.
374
375 Run-time configuration
376 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
377
378 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
379   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
380   reception.
381
382 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
383
384 Run as non-root
385 ^^^^^^^^^^^^^^^
386
387 In order to run as a non-root user,
388 some capabilities must be granted to the application::
389
390    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
391
392 Below are the reasons of the need for each capability:
393
394 ``cap_sys_admin``
395    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
396    for access to ``/proc/self/pagemap``.
397
398 ``cap_net_admin``
399    For device configuration.
400
401 ``cap_net_raw``
402    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
403
404 ``cap_ipc_lock``
405    For DMA memory pinning.
406
407 Driver options
408 ^^^^^^^^^^^^^^
409
410 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
411
412   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
413   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
414
415   Supported on:
416
417   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
418     and BlueField.
419   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
420     and BlueField.
421
422 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
423
424   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
425   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
426   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
427   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
428   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
429   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
430   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
431   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
432   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
433   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
434   parameter. Disabled by default.
435
436   Supported on:
437
438   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
439
440 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
441
442   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
443   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
444   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
445   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
446   default.
447
448   Supported on:
449
450   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
451     and BlueField.
452   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
453     and BlueField.
454
455 - ``mprq_en`` parameter [int]
456
457   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
458   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
459   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
460
461   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
462   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
463   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
464   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
465   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
466   small-packet traffic.
467
468   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
469   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
470   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
471   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
472   scatter and multi-segment packet.
473
474 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
475
476   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
477   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
478   range of device capability, the default value will be set with a warning
479   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
480   if ``mprq_en`` is set.
481
482   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
483
484 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
485
486   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
487   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
488   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
489   value is not in the range of device capability, the default value will be set
490   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
491   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
492   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
493   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
494   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
495   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
496   performance penalty.
497
498 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
499
500   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
501   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
502   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
503   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
504   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
505   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
506   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
507   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
508
509 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
510
511   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
512   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
513   ``mprq_en`` is set.
514
515 - ``txq_inline`` parameter [int]
516
517   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
518   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
519   partial compatibility.
520
521 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
522
523   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
524   to this value.
525
526   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
527   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
528
529   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
530   and 8 for other platforms
531
532   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
533   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
534   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
535   is not supposed to be bottleneck anymore.
536
537   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
538   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
539   heavy traffic on many queues.
540
541   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
542   option should be used with care, as it may lower performance when back
543   pressure is not expected.
544
545   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
546   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
547   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
548
549 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
550
551   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
552   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
553   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
554   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
555   applications using this parameter should take into consideration that
556   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
557
558   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
559   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
560   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
561   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
562   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
563   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
564
565   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
566   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
567   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
568   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
569   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
570   packet is inlined.
571
572   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
573   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
574
575   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
576   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
577   some configurations.
578
579   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
580   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
581   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
582   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
583
584 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
585
586   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
587   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
588   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
589   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
590   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
591   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
592
593   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
594   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
595   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
596   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
597   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
598
599   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
600   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
601   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
602   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
603   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
604   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
605   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
606   will be raised.
607
608 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
609
610   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
611   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
612   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
613   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
614   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
615   CPU cycles.
616
617   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
618   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
619   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
620   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
621   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
622
623   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
624   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
625   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
626   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
627   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
628   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
629   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
630   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
631   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
632   settings can not be satisfied then error will be raised.
633
634 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
635
636   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
637   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
638   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
639
640 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
641
642   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
643   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
644   issue.
645
646 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
647
648   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
649   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
650   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
651   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
652   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
653   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
654
655 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
656
657   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
658   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
659   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
660   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
661   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
662   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
663
664   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
665   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
666   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
667   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
668
669 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
670
671   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
672   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
673
674   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
675     variable is either missing or set to zero.
676   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
677
678   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
679   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
680
681   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
682   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
683   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
684   to send, but latency might be improved.
685
686   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
687   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
688   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
689   performance.
690
691   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
692   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
693   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
694   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
695   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
696   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
697   packets transmit) and should be used with care.
698
699   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
700   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
701   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
702
703 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
704
705   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
706   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
707   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
708
709 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
710
711   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
712   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
713
714   Enabled by default.
715
716 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
717
718   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
719   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
720   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
721   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
722
723   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
724
725 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
726
727   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
728   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
729   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
730
731   Disabled by default.
732
733 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
734
735   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
736   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
737   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
738   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
739
740   There are some possible configurations, depending on parameter value:
741
742   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
743     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
744     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
745     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
746     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
747
748   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
749     related actions and items operate within all supported steering domains,
750     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
751     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
752     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
753     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
754     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
755     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
756     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
757     trials.
758
759   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
760     related actions and items operate within all supported steering domains,
761     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
762     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
763     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
764     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
765     series of rte_flow_validate() trials.
766
767   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
768   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
769   +======+===========+===========+=============+=============+
770   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
771   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
772   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
773   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
774   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
775   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
776
777   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
778   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
779
780   Disabled by default (set to 0).
781
782   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
783   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
784   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
785
786 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
787
788   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
789   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
790
791   Enabled by default if supported.
792
793 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
794
795   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
796
797   Enabled by default if supported.
798
799 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
800
801   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
802   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
803   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
804   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
805   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
806
807   Disabled by default (set to 0).
808
809 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
810
811   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
812   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
813   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
814   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
815   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
816   entire memory is freed.
817
818   Enabled by default.
819
820 - ``representor`` parameter [list]
821
822   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
823   existing port (or VF) representors configured on the device.
824
825   It is a standard parameter whose format is described in
826   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
827
828   For instance, to probe port representors 0 through 2::
829
830     representor=[0-2]
831
832 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
833
834   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
835   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
836
837   set to 128 by default.
838
839 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
840
841   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
842   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
843   the input ``lro_timeout_usec`` value.
844   If this parameter is not specified, by default PMD will set
845   the smallest value supported by HW.
846
847 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
848
849   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
850   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
851   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
852   will get a failure if it is out of scope.
853   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
854   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
855   different firmware release is being used. By using a small value, it could
856   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
857   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
858   degradation will be introduced.
859   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
860   frames will be supported.
861
862 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
863
864   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
865   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
866   flow destroyed.
867   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
868   if the resource cache is needed or not.
869
870   There are three options to choose:
871
872   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
873     be cached, helpful with flow insertion rate.
874
875   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
876
877   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
878     reclaimed mode.
879
880   By default, the PMD will set this value to 0.
881
882 .. _mlx5_firmware_config:
883
884 Firmware configuration
885 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
886
887 Firmware features can be configured as key/value pairs.
888
889 The command to set a value is::
890
891   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
892
893 The command to query a value is::
894
895   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
896
897 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
898 or the mst device name found with::
899
900   mst status
901
902 Below are some firmware configurations listed.
903
904 - link type::
905
906     LINK_TYPE_P1
907     LINK_TYPE_P2
908     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
909
910 - enable SR-IOV::
911
912     SRIOV_EN=1
913
914 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
915
916     NUM_OF_VFS=<max>
917
918 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
919
920     UCTX_EN=1
921
922 - aggressive CQE zipping::
923
924     CQE_COMPRESSION=1
925
926 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
927
928     IP_OVER_VXLAN_EN=1
929     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
930
931 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
932
933     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
934     or
935     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
936
937 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
938
939     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
940
941 - enable MPLS flow matching::
942
943     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
944
945 - enable ICMP/ICMP6 code/type fields matching::
946
947     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
948
949 - enable Geneve flow matching::
950
951    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
952    or
953    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
954
955 - enable GTP flow matching::
956
957    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
958
959 Prerequisites
960 -------------
961
962 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
963 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
964 DPDK and must be installed separately:
965
966 - **libibverbs**
967
968   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
969   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
970   such as libmlx5.
971
972   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
973   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
974   never leave user space.
975
976 - **libmlx5**
977
978   Low-level user space driver library for Mellanox
979   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
980   by libibverbs.
981
982   This library basically implements send/receive calls to the hardware
983   queues.
984
985 - **Kernel modules**
986
987   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
988   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
989   space processes.
990
991   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
992   their devices:
993
994   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
995     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
996     network devices.
997   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
998   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
999
1000 - **Firmware update**
1001
1002   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1003   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1004
1005   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1006   match the kernel modules and libraries they come with.
1007
1008 .. note::
1009
1010    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1011    licensed.
1012
1013 Installation
1014 ~~~~~~~~~~~~
1015
1016 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1017 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1018 releases.
1019
1020 RDMA Core with Linux Kernel
1021 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1022
1023 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1024 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1025   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1026 - When building for i686 use:
1027
1028   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1029   - Kernel version 4.14.41 or above.
1030
1031 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1032
1033     cd build
1034     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1035     ninja
1036
1037 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1038 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1039
1040 If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
1041 thanks to these environment variables:
1042
1043    - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
1044    - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
1045    - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
1046
1047 Mellanox OFED/EN
1048 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1049
1050 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1051   Mellanox EN version: **4.5** and above
1052 - firmware version:
1053
1054   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1055   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1056   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1057   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1058   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1059   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1060   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1061
1062 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1063 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1064 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1065 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1066
1067 `Mellanox OFED
1068 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1069 `Mellanox EN
1070 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1071 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1072 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1073 required from that distribution.
1074
1075 .. note::
1076
1077    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1078    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1079    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1080
1081 Supported NICs
1082 --------------
1083
1084 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1085
1086   - ConnectX-4
1087   - ConnectX-4 Lx
1088   - ConnectX-5
1089   - ConnectX-5 Ex
1090   - ConnectX-6
1091   - ConnectX-6 Dx
1092   - BlueField
1093
1094 Below are detailed device names:
1095
1096 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1097 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1098 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1099 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1100 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1101 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1102 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1103 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1104 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1105 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1106 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1107 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1108 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1109 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1110 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1111 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1112 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1113 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1114 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1115 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1116 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1117 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1118 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1119 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1120 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1121
1122 Quick Start Guide on OFED/EN
1123 ----------------------------
1124
1125 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1126
1127
1128 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1129    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1130
1131         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1132
1133 3. Verify the firmware is the correct one::
1134
1135         ibv_devinfo
1136
1137 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1138
1139         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1140         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1141         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1142
1143    Link types may have to be configured to Ethernet::
1144
1145         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1146
1147         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1148
1149    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1150
1151         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1152         SRIOV_EN                            True(1)
1153
1154    If needed, configure SR-IOV::
1155
1156         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1157         mlxfwreset -d <mst device> reset
1158
1159 5. Restart the driver::
1160
1161         /etc/init.d/openibd restart
1162
1163    or::
1164
1165         service openibd restart
1166
1167    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1168
1169         mlxfwreset -d <mst device> reset
1170
1171    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1172    needed for the PF.
1173
1174    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1175
1176         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1177
1178 6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
1179    :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
1180
1181 Enable switchdev mode
1182 ---------------------
1183
1184 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1185 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1186 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1187 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1188 sent to a representor will be received by the VF.
1189 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1190 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1191 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1192 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1193 the DPDK application.
1194
1195 1. Enable SRIOV mode::
1196
1197         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1198
1199 2. Configure the max number of VFs::
1200
1201         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1202
1203 3. Reset the FW::
1204
1205         mlxfwreset -d <mst device> reset
1206
1207 3. Configure the actual number of VFs::
1208
1209         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1210
1211 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1212
1213         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1214
1215 5. Enbale switchdev mode::
1216
1217         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1218
1219 Performance tuning
1220 ------------------
1221
1222 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1223
1224         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1225
1226   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1227
1228         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1229
1230 2. In case of virtualization:
1231
1232    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1233    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1234    - Use 1G huge pages.
1235    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1236    - Make sure to set CPU pinning.
1237
1238 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1239    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1240    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1241
1242         lstopo-no-graphics
1243
1244    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1245
1246 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1247    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1248    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1249    This in order to forward packets from one to the other without
1250    NUMA performance penalty.
1251
1252 5. Disable pause frames::
1253
1254         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1255
1256 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1257    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1258    information about the settings.
1259
1260 .. note::
1261
1262         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1263         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1264         done in the following way:
1265
1266         To query the read request size use::
1267
1268                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1269
1270         If the output is different than 3XXX, set it by::
1271
1272                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1273
1274         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1275         according to the setpci output.
1276
1277 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1278
1279    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1280    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1281    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1282
1283 .. _mlx5_offloads_support:
1284
1285 Supported hardware offloads
1286 ---------------------------
1287
1288 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1289
1290    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1291    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1292    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1293    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1294    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1295    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1296    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1297    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1298    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1299
1300 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1301
1302    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1303    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1304    +=======================+=================+=================+
1305    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1306    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1307    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1308    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1309    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1310    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1311    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1312    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1313    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1314    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1315    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1316    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1317    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1318    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1319    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1320    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1321    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1322    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1323    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1324    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1325    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1326    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1327    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1328    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1329    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1330    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1331    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1332    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1333    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1334    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1335    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1336    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1337    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1338    | | set_ttl /           | |               | |               |
1339    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1340    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1341    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1342    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1343    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1344    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1345    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1346    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1347    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1348    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1349    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1350    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1351    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1352    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1353    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1354    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1355    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1356    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1357    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1358    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1359    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1360    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1361    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1362    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1363    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1364    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1365    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1366    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1367    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1368    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1369    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1370    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1371    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1372    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1373    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1374    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1375    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1376    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1377    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1378    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1379    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1380    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1381    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1382    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1383
1384 Notes for metadata
1385 ------------------
1386
1387 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1388 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1389 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1390 treated by applications and PMD as valid ones.
1391
1392 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1393 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1394 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1395 should be rejected on validation stage.
1396
1397 Notes for rte_flow
1398 ------------------
1399
1400 Flows are not cached in the driver.
1401 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1402 application will be flushed automatically in the background.
1403 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1404 not represented in the system.
1405 All references to these flows held by the application should be discarded
1406 directly but neither destroyed nor flushed.
1407
1408 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1409
1410 Notes for testpmd
1411 -----------------
1412
1413 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1414 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1415
1416 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1417 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1418 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1419 behavior as librte_pmd_mlx4::
1420
1421    > port stop all
1422    > port config all rss all
1423    > port start all
1424
1425 Usage example
1426 -------------
1427
1428 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1429 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1430
1431 #. Load the kernel modules::
1432
1433       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1434
1435    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1436    can be run::
1437
1438       /etc/init.d/openibd restart
1439
1440    .. note::
1441
1442       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1443       not have to be loaded.
1444
1445 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1446    verbs. Related sysfs entries should be present::
1447
1448       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1449
1450    Example output::
1451
1452       eth30
1453       eth31
1454       eth32
1455       eth33
1456
1457 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1458
1459       {
1460           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1461           do
1462               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1463           done;
1464       } |
1465       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1466
1467    Example output::
1468
1469       -w 0000:05:00.1
1470       -w 0000:06:00.0
1471       -w 0000:06:00.1
1472       -w 0000:05:00.0
1473
1474 #. Request huge pages::
1475
1476       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1477
1478 #. Start testpmd with basic parameters::
1479
1480       testpmd -l 8-15 -n 4 -w 05:00.0 -w 05:00.1 -w 06:00.0 -w 06:00.1 -- --rxq=2 --txq=2 -i
1481
1482    Example output::
1483
1484       [...]
1485       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1486       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1487       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1488       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1489       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1490       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1491       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1492       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1493       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1494       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1495       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1496       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1497       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1498       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1499       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1500       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1501       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1502       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1503       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1504       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1505       Interactive-mode selected
1506       Configuring Port 0 (socket 0)
1507       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1508       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1509       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1510       Configuring Port 1 (socket 0)
1511       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1512       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1513       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1514       Configuring Port 2 (socket 0)
1515       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1516       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1517       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1518       Configuring Port 3 (socket 0)
1519       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1520       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1521       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1522       Checking link statuses...
1523       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1524       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1525       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1526       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1527       Done
1528       testpmd>
1529
1530 How to dump flows
1531 -----------------
1532
1533 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1534 all flows with assistance of external tools.
1535
1536 #. 2 ways to get flow raw file:
1537
1538    - Using testpmd CLI:
1539
1540    .. code-block:: console
1541
1542        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1543
1544    - call rte_flow_dev_dump api:
1545
1546    .. code-block:: console
1547
1548        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1549
1550 #. Dump human-readable flows from raw file:
1551
1552    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1553
1554    .. code-block:: console
1555
1556        mlx_steering_dump.py -f <output_file>