afa65a1379a51ac81923d002ca0c2fc57304eda2
[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
24 Design
25 ------
26
27 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
28 kernel support), librte_pmd_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_pmd_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 and RX frames.
63 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
64 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
65   and source only, destination only or both.
66 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
67 - Default RSS operation with no hash key specification.
68 - Configurable RETA table.
69 - Link flow control (pause frame).
70 - Support for multiple MAC addresses.
71 - VLAN filtering.
72 - RX VLAN stripping.
73 - TX VLAN insertion.
74 - RX CRC stripping configuration.
75 - Promiscuous mode on PF and VF.
76 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
77 - Hardware checksum offloads.
78 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
79   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
80 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
81 - Multiple process.
82 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
83 - RSS hash result is supported.
84 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
85 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
86 - RX interrupts.
87 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
88 - Rx HW timestamp.
89 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
90 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
91 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
92   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
93 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
94 - Support for multiple rte_flow groups.
95 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
96 - Hardware LRO.
97 - Hairpin.
98
99 Limitations
100 -----------
101
102 - For secondary process:
103
104   - Forked secondary process not supported.
105   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
106     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
107     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
108     process. If the external memory is registered by primary process but has
109     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
110
111 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
112   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
113
114   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
115   Meaning, the flow rule::
116
117         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
118
119   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
120
121         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
122
123   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
124
125 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
126   will match untagged packets only.
127   The flow rule::
128
129         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
130
131   Will match untagged packets only.
132   The flow rule::
133
134         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
135
136   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
137   The flow rule::
138
139         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
140
141   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
142
143 - VLAN pop offload command:
144
145   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
146     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
147   - The command is not supported on egress traffic.
148
149 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
150
151 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
152
153 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
154   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
155   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
156   inline settings) to 58.
157
158 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
159   to 0 are not supported.
160
161 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
162
163 - Match on Geneve header supports the following fields only:
164
165      - VNI
166      - OAM
167      - protocol type
168      - options length
169        Currently, the only supported options length value is 0.
170
171 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
172   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
173
174 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
175
176      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
177      - msg_type
178      - teid
179
180 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
181   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
182
183 .. note::
184
185    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
186    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
187    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
188    remain present and should be removed manually by other means.
189
190 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
191   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
192   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
193   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
194   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
195   holds the external buffers may be corrupted.
196
197 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
198   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
199   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
200
201 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
202   and allmulticast mode are both set to off.
203   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
204   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
205
206 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
207   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
208
209   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
210   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
211
212   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
213   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
214   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
215   which is intended to be used by the application.
216
217   To query the supported specific flags in runtime,
218   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
219   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
220   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
221
222     - application starts
223     - probe the devices, ports are created
224     - query the port capabilities
225     - if port supporting the feature is found
226     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
227     - application starts the ports
228     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
229       enables the feature support in datapath
230     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
231       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
232
233 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
234   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
235   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
236   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
237   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
238
239 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
240   parameter should be specified, RTE_MBUF_DYNFIELD_TIMESTAMP_NAME and
241   RTE_MBUF_DYNFLAG_TIMESTAMP_NAME should be registered by application.
242   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TIMESTAMP_NAME set on the packet
243   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
244   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
245   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
246   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
247   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
248   reported via device xstats to assist applications to detect the
249   time-related problems.
250
251   The timestamp upper "too-distant-future" limit
252   at the moment of invoking the Tx burst routine
253   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
254   Please note, for the testpmd txonly mode,
255   the limit is deduced from the expression::
256
257         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
258
259   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
260   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
261   application responsibility to generate packets and its timestamps
262   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
263   in the burst providing the entire burst scheduling.
264
265 - E-Switch decapsulation Flow:
266
267   - can be applied to PF port only.
268   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
269   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
270
271 - E-Switch  encapsulation Flow:
272
273   - can be applied to VF ports only.
274   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
275
276 - Raw encapsulation:
277
278   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
279
280 - Raw decapsulation:
281
282   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
283   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
284   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
285
286 - ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
287   mutually exclusive features which cannot be supported together
288   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
289
290 - LRO:
291
292   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
293   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
294   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
295     TCP header (122B).
296   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
297     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
298   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
299         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
300
301     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
302
303 - CRC:
304
305   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
306     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
307     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
308
309 - Sample flow:
310
311   - Supports ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` action only within NIC Rx and E-Switch steering domain.
312   - The E-Switch Sample flow must have the eswitch_manager VPORT destination (PF or ECPF) and no additional actions.
313   - 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.
314
315 Statistics
316 ----------
317
318 MLX5 supports various methods to report statistics:
319
320 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.
321
322 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.
323
324 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.
325
326 Configuration
327 -------------
328
329 Compilation options
330 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
331
332 The ibverbs libraries can be linked with this PMD in a number of ways,
333 configured by the ``ibverbs_link`` build option:
334
335 - ``shared`` (default): the PMD depends on some .so files.
336
337 - ``dlopen``: Split the dependencies glue in a separate library
338   loaded when needed by dlopen.
339   It make dependencies on libibverbs and libmlx4 optional,
340   and has no performance impact.
341
342 - ``static``: Embed static flavor of the dependencies libibverbs and libmlx4
343   in the PMD shared library or the executable static binary.
344
345 Environment variables
346 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
347
348 - ``MLX5_GLUE_PATH``
349
350   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
351   separated by colons or semi-colons.
352
353 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
354
355   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
356
357   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
358   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
359   becomes full, but it depends on CPU design.
360
361   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
362   after updating the register so that the update can be immediately visible to
363   HW.
364
365   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
366   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
367   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
368   slightly decline.
369
370 Run-time configuration
371 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
372
373 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
374   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
375   reception.
376
377 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
378
379 Run as non-root
380 ^^^^^^^^^^^^^^^
381
382 In order to run as a non-root user,
383 some capabilities must be granted to the application::
384
385    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
386
387 Below are the reasons of the need for each capability:
388
389 ``cap_sys_admin``
390    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
391    for access to ``/proc/self/pagemap``.
392
393 ``cap_net_admin``
394    For device configuration.
395
396 ``cap_net_raw``
397    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
398
399 ``cap_ipc_lock``
400    For DMA memory pinning.
401
402 Driver options
403 ^^^^^^^^^^^^^^
404
405 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
406
407   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
408   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
409
410   Supported on:
411
412   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
413     and BlueField.
414   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
415     and BlueField.
416
417 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
418
419   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
420   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
421   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
422   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
423   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
424   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
425   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
426   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
427   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
428   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
429   parameter. Disabled by default.
430
431   Supported on:
432
433   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
434
435 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
436
437   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
438   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
439   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
440   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
441   default.
442
443   Supported on:
444
445   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
446     and BlueField.
447   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
448     and BlueField.
449
450 - ``mprq_en`` parameter [int]
451
452   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
453   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
454   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
455
456   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
457   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
458   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
459   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
460   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
461   small-packet traffic.
462
463   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
464   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
465   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
466   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
467   scatter and multi-segment packet.
468
469 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
470
471   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
472   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
473   range of device capability, the default value will be set with a warning
474   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
475   if ``mprq_en`` is set.
476
477   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
478
479 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
480
481   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
482   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
483   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
484   value is not in the range of device capability, the default value will be set
485   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
486   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
487   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
488   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
489   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
490   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
491   performance penalty.
492
493 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
494
495   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
496   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
497   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
498   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
499   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
500   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
501   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
502   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
503
504 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
505
506   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
507   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
508   ``mprq_en`` is set.
509
510 - ``txq_inline`` parameter [int]
511
512   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
513   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
514   partial compatibility.
515
516 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
517
518   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
519   to this value.
520
521   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
522   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
523
524   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
525   and 8 for other platforms
526
527   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
528   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
529   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
530   is not supposed to be bottleneck anymore.
531
532   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
533   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
534   heavy traffic on many queues.
535
536   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
537   option should be used with care, as it may lower performance when back
538   pressure is not expected.
539
540   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
541   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
542   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
543
544 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
545
546   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
547   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
548   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
549   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
550   applications using this parameter should take into consideration that
551   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
552
553   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
554   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
555   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
556   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
557   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
558   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
559
560   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
561   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
562   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
563   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
564   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
565   packet is inlined.
566
567   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
568   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
569
570   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
571   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
572   some configurations.
573
574   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
575   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
576   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
577   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
578
579 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
580
581   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
582   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
583   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
584   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
585   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
586   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
587
588   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
589   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
590   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
591   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
592   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
593
594   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
595   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
596   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
597   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
598   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
599   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
600   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
601   will be raised.
602
603 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
604
605   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
606   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
607   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
608   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
609   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
610   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_mpw`` value is 268. 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   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
622   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
623   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
624   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
625   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
626   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
627   settings can not be satisfied then error will be raised.
628
629 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
630
631   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
632   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
633   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
634
635 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
636
637   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
638   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
639   issue.
640
641 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
642
643   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
644   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
645   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
646   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
647   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
648   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
649
650 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
651
652   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
653   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
654   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
655   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
656   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
657   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
658
659   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
660   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
661   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
662   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
663
664 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
665
666   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
667   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
668
669   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
670     variable is either missing or set to zero.
671   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
672
673   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
674   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
675
676   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
677   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
678   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
679   to send, but latency might be improved.
680
681   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
682   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
683   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
684   performance.
685
686   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
687   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
688   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
689   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
690   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
691   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
692   packets transmit) and should be used with care.
693
694   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
695   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
696   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
697
698 - ``tx_pp`` parameter [int]
699
700   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
701   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
702   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
703   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
704   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
705   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
706   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
707   feature is disabled.
708
709 - ``tx_skew`` parameter [int]
710
711   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
712   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
713   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
714   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
715   specified. The default value is zero.
716
717 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
718
719   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
720   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
721   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
722
723 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
724
725   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
726   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
727
728   Enabled by default.
729
730 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
731
732   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
733   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
734   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
735   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
736
737   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
738
739 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
740
741   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
742   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
743   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
744
745   Disabled by default.
746
747 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
748
749   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
750   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
751   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
752   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
753
754   There are some possible configurations, depending on parameter value:
755
756   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
757     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
758     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
759     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
760     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
761
762   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
763     related actions and items operate within all supported steering domains,
764     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
765     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
766     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
767     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
768     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
769     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
770     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
771     trials.
772
773   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
774     related actions and items operate within all supported steering domains,
775     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
776     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
777     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
778     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
779     series of rte_flow_validate() trials.
780
781   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
782   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
783   +======+===========+===========+=============+=============+
784   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
785   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
786   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
787   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
788   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
789   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
790
791   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
792   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
793
794   Disabled by default (set to 0).
795
796   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
797   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
798   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
799
800 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
801
802   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
803   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
804
805   Enabled by default if supported.
806
807 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
808
809   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
810
811   Enabled by default if supported.
812
813 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
814
815   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
816   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
817   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
818   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
819   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
820
821   Disabled by default (set to 0).
822
823 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
824
825   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
826   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
827   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
828   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
829   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
830   entire memory is freed.
831
832   Enabled by default.
833
834 - ``representor`` parameter [list]
835
836   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
837   existing port (or VF) representors configured on the device.
838
839   It is a standard parameter whose format is described in
840   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
841
842   For instance, to probe port representors 0 through 2::
843
844     representor=[0-2]
845
846 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
847
848   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
849   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
850
851   set to 128 by default.
852
853 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
854
855   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
856   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
857   the input ``lro_timeout_usec`` value.
858   If this parameter is not specified, by default PMD will set
859   the smallest value supported by HW.
860
861 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
862
863   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
864   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
865   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
866   will get a failure if it is out of scope.
867   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
868   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
869   different firmware release is being used. By using a small value, it could
870   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
871   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
872   degradation will be introduced.
873   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
874   frames will be supported.
875
876 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
877
878   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
879   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
880   flow destroyed.
881   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
882   if the resource cache is needed or not.
883
884   There are three options to choose:
885
886   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
887     be cached, helpful with flow insertion rate.
888
889   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
890
891   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
892     reclaimed mode.
893
894   By default, the PMD will set this value to 0.
895
896 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
897
898   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
899   from system by default, without explicit rte memory flag.
900
901   By default, the PMD will set this value to 0.
902
903 - ``decap_en`` parameter [int]
904
905   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
906   tunnel-decapsulated packets.
907   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
908   decapsulation in the flow engine for such devices.
909
910   By default, the PMD will set this value to 1.
911
912 .. _mlx5_firmware_config:
913
914 Firmware configuration
915 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
916
917 Firmware features can be configured as key/value pairs.
918
919 The command to set a value is::
920
921   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
922
923 The command to query a value is::
924
925   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
926
927 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
928 or the mst device name found with::
929
930   mst status
931
932 Below are some firmware configurations listed.
933
934 - link type::
935
936     LINK_TYPE_P1
937     LINK_TYPE_P2
938     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
939
940 - enable SR-IOV::
941
942     SRIOV_EN=1
943
944 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
945
946     NUM_OF_VFS=<max>
947
948 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
949
950     UCTX_EN=1
951
952 - aggressive CQE zipping::
953
954     CQE_COMPRESSION=1
955
956 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
957
958     IP_OVER_VXLAN_EN=1
959     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
960
961 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
962
963     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
964     or
965     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
966
967 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
968
969     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
970
971 - enable MPLS flow matching::
972
973     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
974
975 - enable ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) fields matching::
976
977     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
978
979 - enable Geneve flow matching::
980
981    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
982    or
983    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
984
985 - enable GTP flow matching::
986
987    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
988
989 - enable eCPRI flow matching::
990
991    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
992    PROG_PARSE_GRAPH=1
993
994 Prerequisites
995 -------------
996
997 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
998 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
999 DPDK and must be installed separately:
1000
1001 - **libibverbs**
1002
1003   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
1004   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1005   such as libmlx5.
1006
1007   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1008   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1009   never leave user space.
1010
1011 - **libmlx5**
1012
1013   Low-level user space driver library for Mellanox
1014   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1015   by libibverbs.
1016
1017   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1018   queues.
1019
1020 - **Kernel modules**
1021
1022   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1023   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1024   space processes.
1025
1026   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1027   their devices:
1028
1029   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1030     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1031     network devices.
1032   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1033   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1034
1035 - **Firmware update**
1036
1037   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1038   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1039
1040   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1041   match the kernel modules and libraries they come with.
1042
1043 .. note::
1044
1045    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1046    licensed.
1047
1048 Installation
1049 ~~~~~~~~~~~~
1050
1051 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1052 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1053 releases.
1054
1055 RDMA Core with Linux Kernel
1056 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1057
1058 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1059 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1060   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1061 - When building for i686 use:
1062
1063   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1064   - Kernel version 4.14.41 or above.
1065
1066 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1067
1068     cd build
1069     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1070     ninja
1071
1072 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1073 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1074
1075
1076 Mellanox OFED/EN
1077 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1078
1079 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1080   Mellanox EN version: **4.5** and above
1081 - firmware version:
1082
1083   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1084   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1085   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1086   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1087   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1088   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1089   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1090
1091 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1092 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1093 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1094 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1095
1096 `Mellanox OFED
1097 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1098 `Mellanox EN
1099 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1100 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1101 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1102 required from that distribution.
1103
1104 .. note::
1105
1106    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1107    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1108    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1109
1110 Supported NICs
1111 --------------
1112
1113 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1114
1115   - ConnectX-4
1116   - ConnectX-4 Lx
1117   - ConnectX-5
1118   - ConnectX-5 Ex
1119   - ConnectX-6
1120   - ConnectX-6 Dx
1121   - BlueField
1122
1123 Below are detailed device names:
1124
1125 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1126 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1127 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1128 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1129 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1130 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1131 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1132 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1133 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1134 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1135 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1136 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1137 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1138 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1139 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1140 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1141 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1142 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1143 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1144 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1145 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1146 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1147 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1148 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1149 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1150
1151 Quick Start Guide on OFED/EN
1152 ----------------------------
1153
1154 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1155
1156
1157 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1158    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1159
1160         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1161
1162 3. Verify the firmware is the correct one::
1163
1164         ibv_devinfo
1165
1166 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1167
1168         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1169         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1170         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1171
1172    Link types may have to be configured to Ethernet::
1173
1174         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1175
1176         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1177
1178    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1179
1180         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1181         SRIOV_EN                            True(1)
1182
1183    If needed, configure SR-IOV::
1184
1185         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1186         mlxfwreset -d <mst device> reset
1187
1188 5. Restart the driver::
1189
1190         /etc/init.d/openibd restart
1191
1192    or::
1193
1194         service openibd restart
1195
1196    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1197
1198         mlxfwreset -d <mst device> reset
1199
1200    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1201    needed for the PF.
1202
1203    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1204
1205         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1206
1207 6. Install DPDK and you are ready to go.
1208    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1209
1210 Enable switchdev mode
1211 ---------------------
1212
1213 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1214 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1215 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1216 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1217 sent to a representor will be received by the VF.
1218 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1219 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1220 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1221 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1222 the DPDK application.
1223
1224 1. Enable SRIOV mode::
1225
1226         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1227
1228 2. Configure the max number of VFs::
1229
1230         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1231
1232 3. Reset the FW::
1233
1234         mlxfwreset -d <mst device> reset
1235
1236 3. Configure the actual number of VFs::
1237
1238         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1239
1240 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1241
1242         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1243
1244 5. Enbale switchdev mode::
1245
1246         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1247
1248 Performance tuning
1249 ------------------
1250
1251 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1252
1253         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1254
1255   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1256
1257         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1258
1259 2. In case of virtualization:
1260
1261    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1262    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1263    - Use 1G huge pages.
1264    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1265    - Make sure to set CPU pinning.
1266
1267 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1268    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1269    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1270
1271         lstopo-no-graphics
1272
1273    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1274
1275 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1276    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1277    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1278    This in order to forward packets from one to the other without
1279    NUMA performance penalty.
1280
1281 5. Disable pause frames::
1282
1283         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1284
1285 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1286    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1287    information about the settings.
1288
1289 .. note::
1290
1291         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1292         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1293         done in the following way:
1294
1295         To query the read request size use::
1296
1297                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1298
1299         If the output is different than 3XXX, set it by::
1300
1301                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1302
1303         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1304         according to the setpci output.
1305
1306 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1307
1308    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1309    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1310    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1311
1312 .. _mlx5_offloads_support:
1313
1314 Supported hardware offloads
1315 ---------------------------
1316
1317 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1318
1319    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1320    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1321    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1322    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1323    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1324    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1325    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1326    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1327    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1328
1329 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1330
1331    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1332    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1333    +=======================+=================+=================+
1334    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1335    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1336    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1337    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1338    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1339    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1340    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1341    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1342    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1343    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1344    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1345    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1346    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1347    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1348    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1349    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1350    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1351    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1352    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1353    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1354    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1355    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1356    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1357    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1358    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1359    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1360    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1361    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1362    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1363    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1364    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1365    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1366    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1367    | | set_ttl /           | |               | |               |
1368    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1369    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1370    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1371    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1372    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1373    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1374    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1375    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1376    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1377    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1378    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1379    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1380    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1381    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1382    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1383    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1384    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1385    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1386    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1387    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1388    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1389    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1390    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1391    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1392    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1393    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1394    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1395    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1396    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1397    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1398    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1399    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1400    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1401    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1402    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1403    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1404    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1405    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1406    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1407    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1408    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1409    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1410    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1411    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1412    | Sampling              | |  DPDK 20.11   | | DPDK 20.11    |
1413    |                       | |  OFED 5.2     | | OFED 5.2      |
1414    |                       | |  rdma-core 32 | | rdma-core 32  |
1415    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1416    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1417
1418 Notes for metadata
1419 ------------------
1420
1421 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1422 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1423 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1424 treated by applications and PMD as valid ones.
1425
1426 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1427 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1428 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1429 should be rejected on validation stage.
1430
1431 Notes for rte_flow
1432 ------------------
1433
1434 Flows are not cached in the driver.
1435 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1436 application will be flushed automatically in the background.
1437 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1438 not represented in the system.
1439 All references to these flows held by the application should be discarded
1440 directly but neither destroyed nor flushed.
1441
1442 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1443
1444 Notes for testpmd
1445 -----------------
1446
1447 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1448 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1449
1450 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1451 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1452 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1453 behavior as librte_pmd_mlx4::
1454
1455    > port stop all
1456    > port config all rss all
1457    > port start all
1458
1459 Usage example
1460 -------------
1461
1462 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1463 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1464
1465 #. Load the kernel modules::
1466
1467       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1468
1469    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1470    can be run::
1471
1472       /etc/init.d/openibd restart
1473
1474    .. note::
1475
1476       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1477       not have to be loaded.
1478
1479 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1480    verbs. Related sysfs entries should be present::
1481
1482       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1483
1484    Example output::
1485
1486       eth30
1487       eth31
1488       eth32
1489       eth33
1490
1491 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1492
1493       {
1494           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1495           do
1496               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1497           done;
1498       } |
1499       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1500
1501    Example output::
1502
1503       -w 0000:05:00.1
1504       -w 0000:06:00.0
1505       -w 0000:06:00.1
1506       -w 0000:05:00.0
1507
1508 #. Request huge pages::
1509
1510       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1511
1512 #. Start testpmd with basic parameters::
1513
1514       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
1515
1516    Example output::
1517
1518       [...]
1519       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1520       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1521       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1522       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1523       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1524       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1525       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1526       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1527       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1528       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1529       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1530       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1531       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1532       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1533       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1534       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1535       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1536       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1537       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1538       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1539       Interactive-mode selected
1540       Configuring Port 0 (socket 0)
1541       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1542       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1543       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1544       Configuring Port 1 (socket 0)
1545       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1546       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1547       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1548       Configuring Port 2 (socket 0)
1549       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1550       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1551       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1552       Configuring Port 3 (socket 0)
1553       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1554       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1555       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1556       Checking link statuses...
1557       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1558       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1559       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1560       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1561       Done
1562       testpmd>
1563
1564 How to dump flows
1565 -----------------
1566
1567 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1568 all flows with assistance of external tools.
1569
1570 #. 2 ways to get flow raw file:
1571
1572    - Using testpmd CLI:
1573
1574    .. code-block:: console
1575
1576        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1577
1578    - call rte_flow_dev_dump api:
1579
1580    .. code-block:: console
1581
1582        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1583
1584 #. Dump human-readable flows from raw file:
1585
1586    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1587
1588    .. code-block:: console
1589
1590        mlx_steering_dump.py -f <output_file>