net/mlx5: support VLAN matching fields
[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_net_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
24 Design
25 ------
26
27 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
28 kernel support), librte_net_mlx5 relies heavily on system calls for control
29 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
30
31 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
32 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
33 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
34 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
35 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
36
37 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
38 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
39 long as they share the same MAC address.
40 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
41 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
42 application.
43
44 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
45 or directly the hardware components.
46 There are different levels of objects and bypassing abilities
47 to get the best performances:
48
49 - Verbs is a complete high-level generic API
50 - Direct Verbs is a device-specific API
51 - DevX allows to access firmware objects
52 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
53
54 Enabling librte_net_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
55 libibverbs.
56
57 Features
58 --------
59
60 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
61 - Multiple TX and RX queues.
62 - Support for scattered TX frames.
63 - Advanced support for scattered Rx frames with tunable buffer attributes.
64 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
65 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
66   and source only, destination only or both.
67 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
68 - Default RSS operation with no hash key specification.
69 - Configurable RETA table.
70 - Link flow control (pause frame).
71 - Support for multiple MAC addresses.
72 - VLAN filtering.
73 - RX VLAN stripping.
74 - TX VLAN insertion.
75 - RX CRC stripping configuration.
76 - Promiscuous mode on PF and VF.
77 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
78 - Hardware checksum offloads.
79 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
80   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
81 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
82 - Multiple process.
83 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
84 - RSS hash result is supported.
85 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
86 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
87 - RX interrupts.
88 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
89 - Rx HW timestamp.
90 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
91 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
92 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
93   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
94 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
95 - Support for multiple rte_flow groups.
96 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
97 - Hardware LRO.
98 - Hairpin.
99
100 Limitations
101 -----------
102
103 - For secondary process:
104
105   - Forked secondary process not supported.
106   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
107     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
108     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
109     process. If the external memory is registered by primary process but has
110     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
111
112 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
113   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
114
115   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
116   Meaning, the flow rule::
117
118         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
119
120   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
121
122         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
123
124   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
125
126 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), multi-tagged(QinQ) match is not supported.
127
128 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern with any VLAN specification will match only single-tagged packets unless the ETH item ``type`` field is 0x88A8 or the VLAN item ``has_more_vlan`` field is 1.
129   The flow rule::
130
131         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
132
133   Will match any ipv4 packet.
134   The flow rules::
135
136         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / end ...
137         flow create 0 ingress pattern eth has_vlan is 1 / end ...
138         flow create 0 ingress pattern eth type is 0x8100 / end ...
139
140   Will match single-tagged packets only, with any VLAN ID value.
141   The flow rules::
142
143         flow create 0 ingress pattern eth type is 0x88A8 / end ...
144         flow create 0 ingress pattern eth / vlan has_more_vlan is 1 / end ...
145
146   Will match multi-tagged packets only, with any VLAN ID value.
147
148 - A flow pattern with 2 sequential VLAN items is not supported.
149
150 - VLAN pop offload command:
151
152   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
153     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
154   - The command is not supported on egress traffic.
155
156 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
157
158 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
159
160 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
161   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
162   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
163   inline settings) to 58.
164
165 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
166   to 0 are not supported.
167
168 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
169
170 - Match on Geneve header supports the following fields only:
171
172      - VNI
173      - OAM
174      - protocol type
175      - options length
176        Currently, the only supported options length value is 0.
177
178 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
179   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
180
181 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
182
183      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
184      - msg_type
185      - teid
186
187 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
188   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
189
190 .. note::
191
192    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
193    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
194    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
195    remain present and should be removed manually by other means.
196
197 - Buffer split offload is supported with regular Rx burst routine only,
198   no MPRQ feature or vectorized code can be engaged.
199
200 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
201   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
202   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
203   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
204   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
205   holds the external buffers may be corrupted.
206
207 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
208   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
209   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
210
211 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
212   and allmulticast mode are both set to off.
213   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
214   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
215
216 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
217   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
218
219   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
220   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
221
222   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
223   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
224   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
225   which is intended to be used by the application.
226
227   To query the supported specific flags in runtime,
228   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
229   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
230   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
231
232     - application starts
233     - probe the devices, ports are created
234     - query the port capabilities
235     - if port supporting the feature is found
236     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
237     - application starts the ports
238     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
239       enables the feature support in datapath
240     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
241       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
242
243 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
244   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
245   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
246   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
247   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
248
249 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
250   parameter should be specified.
251   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TX_TIMESTAMP_NAME set on the packet
252   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
253   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
254   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
255   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
256   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
257   reported via device xstats to assist applications to detect the
258   time-related problems.
259
260   The timestamp upper "too-distant-future" limit
261   at the moment of invoking the Tx burst routine
262   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
263   Please note, for the testpmd txonly mode,
264   the limit is deduced from the expression::
265
266         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
267
268   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
269   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
270   application responsibility to generate packets and its timestamps
271   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
272   in the burst providing the entire burst scheduling.
273
274 - E-Switch decapsulation Flow:
275
276   - can be applied to PF port only.
277   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
278   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
279
280 - E-Switch  encapsulation Flow:
281
282   - can be applied to VF ports only.
283   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
284
285 - Raw encapsulation:
286
287   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
288
289 - Raw decapsulation:
290
291   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
292   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
293   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
294
295 - ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
296   mutually exclusive features which cannot be supported together
297   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
298
299 - LRO:
300
301   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
302   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
303   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
304     TCP header (122B).
305   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
306     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
307   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
308         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
309
310     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
311   - LRO packet aggregation is performed by HW only for packet size larger than
312     ``lro_min_mss_size``. This value is reported on device start, when debug
313     mode is enabled.
314
315 - CRC:
316
317   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
318     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
319     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
320
321 - Sample flow:
322
323   - Supports ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` action only within NIC Rx and E-Switch steering domain.
324   - The E-Switch Sample flow must have the eswitch_manager VPORT destination (PF or ECPF) and no additional actions.
325   - For ConnectX-5, the ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` is typically used as first action in the E-Switch egress flow if with header modify or encapsulation actions.
326
327 - IPv6 header item 'proto' field, indicating the next header protocol, should
328   not be set as extension header.
329   In case the next header is an extension header, it should not be specified in
330   IPv6 header item 'proto' field.
331   The last extension header item 'next header' field can specify the following
332   header protocol type.
333
334 - Hairpin:
335
336   - Hairpin between two ports could only manual binding and explicit Tx flow mode. For single port hairpin, all the combinations of auto/manual binding and explicit/implicit Tx flow mode could be supported.
337   - Hairpin in switchdev SR-IOV mode is not supported till now.
338
339 Statistics
340 ----------
341
342 MLX5 supports various methods to report statistics:
343
344 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.
345
346 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.
347
348 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.
349
350 Configuration
351 -------------
352
353 Compilation options
354 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
355
356 The ibverbs libraries can be linked with this PMD in a number of ways,
357 configured by the ``ibverbs_link`` build option:
358
359 - ``shared`` (default): the PMD depends on some .so files.
360
361 - ``dlopen``: Split the dependencies glue in a separate library
362   loaded when needed by dlopen.
363   It make dependencies on libibverbs and libmlx4 optional,
364   and has no performance impact.
365
366 - ``static``: Embed static flavor of the dependencies libibverbs and libmlx4
367   in the PMD shared library or the executable static binary.
368
369 Environment variables
370 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
371
372 - ``MLX5_GLUE_PATH``
373
374   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
375   separated by colons or semi-colons.
376
377 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
378
379   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
380
381   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
382   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
383   becomes full, but it depends on CPU design.
384
385   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
386   after updating the register so that the update can be immediately visible to
387   HW.
388
389   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
390   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
391   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
392   slightly decline.
393
394 Run-time configuration
395 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
396
397 - librte_net_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
398   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
399   reception.
400
401 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
402
403 Run as non-root
404 ^^^^^^^^^^^^^^^
405
406 In order to run as a non-root user,
407 some capabilities must be granted to the application::
408
409    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
410
411 Below are the reasons of the need for each capability:
412
413 ``cap_sys_admin``
414    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
415    for access to ``/proc/self/pagemap``.
416
417 ``cap_net_admin``
418    For device configuration.
419
420 ``cap_net_raw``
421    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
422
423 ``cap_ipc_lock``
424    For DMA memory pinning.
425
426 Driver options
427 ^^^^^^^^^^^^^^
428
429 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
430
431   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
432   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
433
434   Supported on:
435
436   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
437     and BlueField.
438   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
439     and BlueField.
440
441 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
442
443   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
444   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
445   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
446   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
447   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
448   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
449   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
450   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
451   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
452   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
453   parameter. Disabled by default.
454
455   Supported on:
456
457   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
458
459 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
460
461   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
462   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
463   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
464   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
465   default.
466
467   Supported on:
468
469   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
470     and BlueField.
471   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
472     and BlueField.
473
474 - ``mprq_en`` parameter [int]
475
476   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
477   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
478   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
479
480   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
481   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
482   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
483   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
484   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
485   small-packet traffic.
486
487   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
488   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
489   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
490   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
491   scatter and multi-segment packet.
492
493 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
494
495   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
496   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
497   range of device capability, the default value will be set with a warning
498   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
499   if ``mprq_en`` is set.
500
501   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
502
503 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
504
505   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
506   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
507   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
508   value is not in the range of device capability, the default value will be set
509   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
510   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
511   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
512   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
513   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
514   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
515   performance penalty.
516
517 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
518
519   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
520   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
521   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
522   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
523   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
524   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
525   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
526   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
527
528 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
529
530   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
531   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
532   ``mprq_en`` is set.
533
534 - ``txq_inline`` parameter [int]
535
536   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
537   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
538   partial compatibility.
539
540 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
541
542   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
543   to this value.
544
545   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
546   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
547
548   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
549   and 8 for other platforms
550
551   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
552   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
553   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
554   is not supposed to be bottleneck anymore.
555
556   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
557   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
558   heavy traffic on many queues.
559
560   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
561   option should be used with care, as it may lower performance when back
562   pressure is not expected.
563
564   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
565   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
566   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
567
568 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
569
570   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
571   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
572   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
573   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
574   applications using this parameter should take into consideration that
575   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
576
577   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
578   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
579   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
580   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
581   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
582   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
583
584   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
585   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
586   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
587   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
588   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
589   packet is inlined.
590
591   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
592   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
593
594   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
595   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
596   some configurations.
597
598   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
599   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
600   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
601   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
602
603 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
604
605   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
606   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
607   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
608   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
609   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
610   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
611
612   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
613   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
614   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
615   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
616   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
617
618   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
619   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
620   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
621   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
622   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
623   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
624   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
625   will be raised.
626
627 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
628
629   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
630   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
631   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
632   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
633   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
634   CPU cycles.
635
636   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
637   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
638   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
639   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
640   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
641
642   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
643   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
644   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
645   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
646   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
647   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
648   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
649   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
650   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
651   settings can not be satisfied then error will be raised.
652
653 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
654
655   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
656   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
657   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
658
659 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
660
661   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
662   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
663   issue.
664
665 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
666
667   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
668   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
669   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
670   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
671   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
672   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
673
674 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
675
676   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
677   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
678   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
679   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
680   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
681   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
682
683   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
684   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
685   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
686   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
687
688 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
689
690   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
691   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
692
693   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
694     variable is either missing or set to zero.
695   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
696
697   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
698   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
699
700   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
701   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
702   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
703   to send, but latency might be improved.
704
705   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
706   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
707   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
708   performance.
709
710   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
711   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
712   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
713   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
714   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
715   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
716   packets transmit) and should be used with care.
717
718   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
719   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
720   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
721
722 - ``tx_pp`` parameter [int]
723
724   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
725   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
726   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
727   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
728   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
729   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
730   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
731   feature is disabled.
732
733 - ``tx_skew`` parameter [int]
734
735   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
736   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
737   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
738   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
739   specified. The default value is zero.
740
741 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
742
743   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
744   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
745   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
746
747 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
748
749   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
750   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
751
752   Enabled by default.
753
754 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
755
756   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
757   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
758   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
759   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
760
761   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
762
763 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
764
765   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
766   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
767   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
768
769   Disabled by default.
770
771 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
772
773   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
774   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
775   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
776   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
777
778   There are some possible configurations, depending on parameter value:
779
780   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
781     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
782     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
783     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
784     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
785
786   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
787     related actions and items operate within all supported steering domains,
788     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
789     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
790     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
791     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
792     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
793     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
794     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
795     trials.
796
797   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
798     related actions and items operate within all supported steering domains,
799     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
800     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
801     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
802     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
803     series of rte_flow_validate() trials.
804
805   - 3, this engages tunnel offload mode. In E-Switch configuration, that
806     mode implicitly activates ``dv_xmeta_en=1``.
807
808   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
809   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
810   +======+===========+===========+=============+=============+
811   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
812   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
813   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
814   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
815   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
816   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
817
818   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
819   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
820
821   Disabled by default (set to 0).
822
823   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
824   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
825   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
826
827 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
828
829   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
830   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
831
832   Enabled by default if supported.
833
834 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
835
836   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
837
838   Enabled by default if supported.
839
840 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
841
842   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
843   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
844   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
845   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
846   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
847
848   Disabled by default (set to 0).
849
850 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
851
852   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
853   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
854   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
855   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
856   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
857   entire memory is freed.
858
859   Enabled by default.
860
861 - ``representor`` parameter [list]
862
863   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
864   existing port (or VF) representors configured on the device.
865
866   It is a standard parameter whose format is described in
867   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
868
869   For instance, to probe port representors 0 through 2::
870
871     representor=[0-2]
872
873 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
874
875   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
876   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
877
878   set to 128 by default.
879
880 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
881
882   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
883   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
884   the input ``lro_timeout_usec`` value.
885   If this parameter is not specified, by default PMD will set
886   the smallest value supported by HW.
887
888 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
889
890   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
891   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
892   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
893   will get a failure if it is out of scope.
894   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
895   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
896   different firmware release is being used. By using a small value, it could
897   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
898   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
899   degradation will be introduced.
900   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
901   frames will be supported.
902
903 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
904
905   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
906   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
907   flow destroyed.
908   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
909   if the resource cache is needed or not.
910
911   There are three options to choose:
912
913   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
914     be cached, helpful with flow insertion rate.
915
916   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
917
918   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
919     reclaimed mode.
920
921   By default, the PMD will set this value to 0.
922
923 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
924
925   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
926   from system by default, without explicit rte memory flag.
927
928   By default, the PMD will set this value to 0.
929
930 - ``decap_en`` parameter [int]
931
932   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
933   tunnel-decapsulated packets.
934   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
935   decapsulation in the flow engine for such devices.
936
937   By default, the PMD will set this value to 1.
938
939 .. _mlx5_firmware_config:
940
941 Firmware configuration
942 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
943
944 Firmware features can be configured as key/value pairs.
945
946 The command to set a value is::
947
948   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
949
950 The command to query a value is::
951
952   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
953
954 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
955 or the mst device name found with::
956
957   mst status
958
959 Below are some firmware configurations listed.
960
961 - link type::
962
963     LINK_TYPE_P1
964     LINK_TYPE_P2
965     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
966
967 - enable SR-IOV::
968
969     SRIOV_EN=1
970
971 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
972
973     NUM_OF_VFS=<max>
974
975 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
976
977     UCTX_EN=1
978
979 - aggressive CQE zipping::
980
981     CQE_COMPRESSION=1
982
983 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
984
985     IP_OVER_VXLAN_EN=1
986     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
987
988 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
989
990     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
991     or
992     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
993
994 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
995
996     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
997
998 - enable MPLS flow matching::
999
1000     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1001
1002 - enable ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) fields matching::
1003
1004     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
1005
1006 - enable Geneve flow matching::
1007
1008    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1009    or
1010    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1011
1012 - enable GTP flow matching::
1013
1014    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
1015
1016 - enable eCPRI flow matching::
1017
1018    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
1019    PROG_PARSE_GRAPH=1
1020
1021 Prerequisites
1022 -------------
1023
1024 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
1025 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
1026 DPDK and must be installed separately:
1027
1028 - **libibverbs**
1029
1030   User space Verbs framework used by librte_net_mlx5. This library provides
1031   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1032   such as libmlx5.
1033
1034   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1035   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1036   never leave user space.
1037
1038 - **libmlx5**
1039
1040   Low-level user space driver library for Mellanox
1041   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1042   by libibverbs.
1043
1044   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1045   queues.
1046
1047 - **Kernel modules**
1048
1049   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1050   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1051   space processes.
1052
1053   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1054   their devices:
1055
1056   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1057     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1058     network devices.
1059   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1060   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1061
1062 - **Firmware update**
1063
1064   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1065   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1066
1067   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1068   match the kernel modules and libraries they come with.
1069
1070 .. note::
1071
1072    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1073    licensed.
1074
1075 Installation
1076 ~~~~~~~~~~~~
1077
1078 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1079 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1080 releases.
1081
1082 RDMA Core with Linux Kernel
1083 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1084
1085 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1086 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1087   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1088 - When building for i686 use:
1089
1090   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1091   - Kernel version 4.14.41 or above.
1092
1093 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1094
1095     cd build
1096     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1097     ninja
1098
1099 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1100 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1101
1102
1103 Mellanox OFED/EN
1104 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1105
1106 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1107   Mellanox EN version: **4.5** and above
1108 - firmware version:
1109
1110   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1111   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1112   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1113   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1114   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1115   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1116   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1117
1118 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1119 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1120 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1121 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1122
1123 `Mellanox OFED
1124 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1125 `Mellanox EN
1126 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1127 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1128 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1129 required from that distribution.
1130
1131 .. note::
1132
1133    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1134    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1135    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1136
1137 Supported NICs
1138 --------------
1139
1140 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1141
1142   - ConnectX-4
1143   - ConnectX-4 Lx
1144   - ConnectX-5
1145   - ConnectX-5 Ex
1146   - ConnectX-6
1147   - ConnectX-6 Dx
1148   - BlueField
1149
1150 Below are detailed device names:
1151
1152 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1153 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1154 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1155 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1156 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1157 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1158 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1159 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1160 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1161 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1162 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1163 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1164 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1165 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1166 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1167 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1168 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1169 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1170 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1171 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1172 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1173 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1174 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1175 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1176 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1177
1178 Quick Start Guide on OFED/EN
1179 ----------------------------
1180
1181 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1182
1183
1184 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1185    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1186
1187         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1188
1189 3. Verify the firmware is the correct one::
1190
1191         ibv_devinfo
1192
1193 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1194
1195         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1196         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1197         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1198
1199    Link types may have to be configured to Ethernet::
1200
1201         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1202
1203         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1204
1205    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1206
1207         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1208         SRIOV_EN                            True(1)
1209
1210    If needed, configure SR-IOV::
1211
1212         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1213         mlxfwreset -d <mst device> reset
1214
1215 5. Restart the driver::
1216
1217         /etc/init.d/openibd restart
1218
1219    or::
1220
1221         service openibd restart
1222
1223    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1224
1225         mlxfwreset -d <mst device> reset
1226
1227    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1228    needed for the PF.
1229
1230    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1231
1232         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1233
1234 6. Install DPDK and you are ready to go.
1235    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1236
1237 Enable switchdev mode
1238 ---------------------
1239
1240 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1241 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1242 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1243 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1244 sent to a representor will be received by the VF.
1245 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1246 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1247 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1248 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1249 the DPDK application.
1250
1251 1. Enable SRIOV mode::
1252
1253         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1254
1255 2. Configure the max number of VFs::
1256
1257         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1258
1259 3. Reset the FW::
1260
1261         mlxfwreset -d <mst device> reset
1262
1263 3. Configure the actual number of VFs::
1264
1265         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1266
1267 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1268
1269         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1270
1271 5. Enbale switchdev mode::
1272
1273         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1274
1275 Performance tuning
1276 ------------------
1277
1278 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1279
1280         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1281
1282   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1283
1284         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1285
1286 2. In case of virtualization:
1287
1288    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1289    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1290    - Use 1G huge pages.
1291    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1292    - Make sure to set CPU pinning.
1293
1294 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1295    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1296    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1297
1298         lstopo-no-graphics
1299
1300    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1301
1302 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1303    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1304    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1305    This in order to forward packets from one to the other without
1306    NUMA performance penalty.
1307
1308 5. Disable pause frames::
1309
1310         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1311
1312 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1313    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1314    information about the settings.
1315
1316 .. note::
1317
1318         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1319         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1320         done in the following way:
1321
1322         To query the read request size use::
1323
1324                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1325
1326         If the output is different than 3XXX, set it by::
1327
1328                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1329
1330         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1331         according to the setpci output.
1332
1333 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1334
1335    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1336    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1337    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1338
1339 .. _mlx5_offloads_support:
1340
1341 Supported hardware offloads
1342 ---------------------------
1343
1344 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1345
1346    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1347    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1348    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1349    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1350    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1351    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1352    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1353    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1354    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1355
1356 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1357
1358    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1359    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1360    +=======================+=================+=================+
1361    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1362    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1363    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1364    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1365    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1366    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1367    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1368    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1369    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1370    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1371    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1372    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1373    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1374    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1375    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1376    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1377    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1378    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1379    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1380    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1381    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1382    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1383    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1384    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1385    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1386    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1387    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1388    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1389    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1390    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1391    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1392    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1393    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1394    | | set_ttl /           | |               | |               |
1395    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1396    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1397    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1398    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1399    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1400    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1401    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1402    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1403    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1404    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1405    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1406    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1407    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1408    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1409    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1410    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1411    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1412    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1413    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1414    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1415    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1416    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1417    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1418    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1419    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1420    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1421    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1422    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1423    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1424    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1425    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1426    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1427    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1428    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1429    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1430    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1431    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1432    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1433    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1434    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1435    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1436    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1437    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1438    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1439    | Sampling              | |  DPDK 20.11   | | DPDK 20.11    |
1440    |                       | |  OFED 5.2     | | OFED 5.2      |
1441    |                       | |  rdma-core 32 | | rdma-core 32  |
1442    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1443    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1444
1445 Notes for metadata
1446 ------------------
1447
1448 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1449 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1450 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1451 treated by applications and PMD as valid ones.
1452
1453 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1454 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1455 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1456 should be rejected on validation stage.
1457
1458 Notes for rte_flow
1459 ------------------
1460
1461 Flows are not cached in the driver.
1462 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1463 application will be flushed automatically in the background.
1464 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1465 not represented in the system.
1466 All references to these flows held by the application should be discarded
1467 directly but neither destroyed nor flushed.
1468
1469 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1470
1471 Notes for testpmd
1472 -----------------
1473
1474 Compared to librte_net_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1475 port, librte_net_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1476
1477 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1478 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1479 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1480 behavior as librte_net_mlx4::
1481
1482    > port stop all
1483    > port config all rss all
1484    > port start all
1485
1486 Usage example
1487 -------------
1488
1489 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1490 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_net_mlx5.
1491
1492 #. Load the kernel modules::
1493
1494       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1495
1496    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1497    can be run::
1498
1499       /etc/init.d/openibd restart
1500
1501    .. note::
1502
1503       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1504       not have to be loaded.
1505
1506 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1507    verbs. Related sysfs entries should be present::
1508
1509       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1510
1511    Example output::
1512
1513       eth30
1514       eth31
1515       eth32
1516       eth33
1517
1518 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1519
1520       {
1521           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1522           do
1523               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1524           done;
1525       } |
1526       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1527
1528    Example output::
1529
1530       -w 0000:05:00.1
1531       -w 0000:06:00.0
1532       -w 0000:06:00.1
1533       -w 0000:05:00.0
1534
1535 #. Request huge pages::
1536
1537       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1538
1539 #. Start testpmd with basic parameters::
1540
1541       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
1542
1543    Example output::
1544
1545       [...]
1546       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1547       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1548       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1549       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1550       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1551       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1552       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1553       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1554       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1555       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1556       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1557       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1558       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1559       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1560       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1561       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1562       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1563       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1564       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1565       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1566       Interactive-mode selected
1567       Configuring Port 0 (socket 0)
1568       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1569       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1570       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1571       Configuring Port 1 (socket 0)
1572       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1573       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1574       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1575       Configuring Port 2 (socket 0)
1576       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1577       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1578       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1579       Configuring Port 3 (socket 0)
1580       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1581       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1582       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1583       Checking link statuses...
1584       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1585       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1586       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1587       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1588       Done
1589       testpmd>
1590
1591 How to dump flows
1592 -----------------
1593
1594 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1595 all flows with assistance of external tools.
1596
1597 #. 2 ways to get flow raw file:
1598
1599    - Using testpmd CLI:
1600
1601    .. code-block:: console
1602
1603        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1604
1605    - call rte_flow_dev_dump api:
1606
1607    .. code-block:: console
1608
1609        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1610
1611 #. Dump human-readable flows from raw file:
1612
1613    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1614
1615    .. code-block:: console
1616
1617        mlx_steering_dump.py -f <output_file>