doc: fix references to removed guide
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright 2015 6WIND S.A.
3     Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 MLX5 poll mode driver
8 =====================
9
10 The MLX5 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23 .. note::
24
25    Due to external dependencies, this driver is disabled in default configuration
26    of the "make" build. It can be enabled with ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD=y``
27    or by using "meson" build system which will detect dependencies.
28
29 Design
30 ------
31
32 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
33 kernel support), librte_pmd_mlx5 relies heavily on system calls for control
34 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
35
36 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
37 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
38 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
39 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
40 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
41
42 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
43 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
44 long as they share the same MAC address.
45 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
46 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
47 application.
48
49 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
50 or directly the hardware components.
51 There are different levels of objects and bypassing abilities
52 to get the best performances:
53
54 - Verbs is a complete high-level generic API
55 - Direct Verbs is a device-specific API
56 - DevX allows to access firmware objects
57 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
58
59 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
60 libibverbs.
61
62 Features
63 --------
64
65 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
66 - Multiple TX and RX queues.
67 - Support for scattered TX and RX frames.
68 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
69 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
70   and source only, destination only or both.
71 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
72 - Default RSS operation with no hash key specification.
73 - Configurable RETA table.
74 - Link flow control (pause frame).
75 - Support for multiple MAC addresses.
76 - VLAN filtering.
77 - RX VLAN stripping.
78 - TX VLAN insertion.
79 - RX CRC stripping configuration.
80 - Promiscuous mode on PF and VF.
81 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
82 - Hardware checksum offloads.
83 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
84   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
85 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
86 - Multiple process.
87 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
88 - RSS hash result is supported.
89 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
90 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
91 - RX interrupts.
92 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
93 - Rx HW timestamp.
94 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
95 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
96 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
97   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
98 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
99 - Support for multiple rte_flow groups.
100 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
101 - Hardware LRO.
102 - Hairpin.
103
104 Limitations
105 -----------
106
107 - For secondary process:
108
109   - Forked secondary process not supported.
110   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
111     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
112     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
113     process. If the external memory is registered by primary process but has
114     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
115
116 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
117   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
118
119   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
120   Meaning, the flow rule::
121
122         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
123
124   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
125
126         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
127
128   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
129
130 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
131   will match untagged packets only.
132   The flow rule::
133
134         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
135
136   Will match untagged packets only.
137   The flow rule::
138
139         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
140
141   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
142   The flow rule::
143
144         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
145
146   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
147
148 - VLAN pop offload command:
149
150   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
151     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
152   - The command is not supported on egress traffic.
153
154 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
155
156 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
157
158 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
159   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
160   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
161   inline settings) to 58.
162
163 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
164   to 0 are not supported.
165
166 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
167
168 - Match on Geneve header supports the following fields only:
169
170      - VNI
171      - OAM
172      - protocol type
173      - options length
174        Currently, the only supported options length value is 0.
175
176 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
177   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
178
179 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
180
181      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
182      - msg_type
183      - teid
184
185 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
186   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
187
188 .. note::
189
190    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
191    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
192    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
193    remain present and should be removed manually by other means.
194
195 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
196   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
197   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
198   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
199   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
200   holds the external buffers may be corrupted.
201
202 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
203   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
204   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
205
206 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
207   and allmulticast mode are both set to off.
208   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
209   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
210
211 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
212   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
213
214   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
215   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
216
217   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
218   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
219   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
220   which is intended to be used by the application.
221
222   To query the supported specific flags in runtime,
223   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
224   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
225   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
226
227     - application starts
228     - probe the devices, ports are created
229     - query the port capabilities
230     - if port supporting the feature is found
231     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
232     - application starts the ports
233     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
234       enables the feature support in datapath
235     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
236       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
237
238 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
239   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
240   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
241   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
242   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
243
244 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
245   parameter should be specified, RTE_MBUF_DYNFIELD_TIMESTAMP_NAME and
246   RTE_MBUF_DYNFLAG_TIMESTAMP_NAME should be registered by application.
247   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TIMESTAMP_NAME set on the packet
248   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
249   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
250   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
251   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
252   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
253   reported via device xstats to assist applications to detect the
254   time-related problems.
255
256   The timestamp upper "too-distant-future" limit
257   at the moment of invoking the Tx burst routine
258   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
259   Please note, for the testpmd txonly mode,
260   the limit is deduced from the expression::
261
262         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
263
264   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
265   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
266   application responsibility to generate packets and its timestamps
267   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
268   in the burst providing the entire burst scheduling.
269
270 - E-Switch decapsulation Flow:
271
272   - can be applied to PF port only.
273   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
274   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
275
276 - E-Switch  encapsulation Flow:
277
278   - can be applied to VF ports only.
279   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
280
281 - Raw encapsulation:
282
283   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
284
285 - Raw decapsulation:
286
287   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
288   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
289   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
290
291 - ICMP/ICMP6 code/type matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
292   mutually exclusive features which cannot be supported together
293   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
294
295 - LRO:
296
297   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
298   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
299   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
300     TCP header (122B).
301   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
302     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
303   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
304         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
305
306     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
307
308 - CRC:
309
310   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
311     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
312     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
313
314 Statistics
315 ----------
316
317 MLX5 supports various methods to report statistics:
318
319 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.
320
321 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.
322
323 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.
324
325 Configuration
326 -------------
327
328 Compilation options
329 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
330
331 These options can be modified in the ``.config`` file.
332
333 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
334
335   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
336
337 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
338
339   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
340   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
341   on the target system.
342
343   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
344   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
345   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
346   missing with ``ldd(1)``.
347
348   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
349   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
350   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
351   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
352   default empty string (``""``).
353
354   This option has no performance impact.
355
356 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
357
358   Embed static flavor of the dependencies **libibverbs** and **libmlx5**
359   in the PMD shared library or the executable static binary.
360
361 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
362
363   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
364   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
365   lower performance.
366
367 .. note::
368
369    For BlueField, target should be set to ``arm64-bluefield-linux-gcc``. This
370    will enable ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` and set ``RTE_CACHE_LINE_SIZE`` to
371    64. Default armv8a configuration of make build and meson build set it to 128
372    then brings performance degradation.
373
374 This option is available in meson:
375
376 - ``ibverbs_link`` can be ``static``, ``shared``, or ``dlopen``.
377
378 Environment variables
379 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
380
381 - ``MLX5_GLUE_PATH``
382
383   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
384   separated by colons or semi-colons.
385
386   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
387   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
388   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
389
390 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
391
392   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
393
394   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
395   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
396   becomes full, but it depends on CPU design.
397
398   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
399   after updating the register so that the update can be immediately visible to
400   HW.
401
402   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
403   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
404   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
405   slightly decline.
406
407 Run-time configuration
408 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
409
410 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
411   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
412   reception.
413
414 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
415
416 Run as non-root
417 ^^^^^^^^^^^^^^^
418
419 In order to run as a non-root user,
420 some capabilities must be granted to the application::
421
422    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
423
424 Below are the reasons of the need for each capability:
425
426 ``cap_sys_admin``
427    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
428    for access to ``/proc/self/pagemap``.
429
430 ``cap_net_admin``
431    For device configuration.
432
433 ``cap_net_raw``
434    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
435
436 ``cap_ipc_lock``
437    For DMA memory pinning.
438
439 Driver options
440 ^^^^^^^^^^^^^^
441
442 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
443
444   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
445   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
446
447   Supported on:
448
449   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
450     and BlueField.
451   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
452     and BlueField.
453
454 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
455
456   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
457   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
458   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
459   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
460   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
461   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
462   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
463   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
464   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
465   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
466   parameter. Disabled by default.
467
468   Supported on:
469
470   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
471
472 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
473
474   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
475   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
476   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
477   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
478   default.
479
480   Supported on:
481
482   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
483     and BlueField.
484   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
485     and BlueField.
486
487 - ``mprq_en`` parameter [int]
488
489   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
490   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
491   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
492
493   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
494   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
495   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
496   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
497   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
498   small-packet traffic.
499
500   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
501   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
502   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
503   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
504   scatter and multi-segment packet.
505
506 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
507
508   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
509   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
510   range of device capability, the default value will be set with a warning
511   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
512   if ``mprq_en`` is set.
513
514   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
515
516 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
517
518   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
519   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
520   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
521   value is not in the range of device capability, the default value will be set
522   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
523   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
524   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
525   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
526   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
527   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
528   performance penalty.
529
530 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
531
532   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
533   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
534   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
535   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
536   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
537   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
538   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
539   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
540
541 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
542
543   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
544   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
545   ``mprq_en`` is set.
546
547 - ``txq_inline`` parameter [int]
548
549   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
550   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
551   partial compatibility.
552
553 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
554
555   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
556   to this value.
557
558   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
559   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
560
561   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
562   and 8 for other platforms
563
564   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
565   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
566   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
567   is not supposed to be bottleneck anymore.
568
569   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
570   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
571   heavy traffic on many queues.
572
573   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
574   option should be used with care, as it may lower performance when back
575   pressure is not expected.
576
577   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
578   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
579   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
580
581 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
582
583   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
584   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
585   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
586   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
587   applications using this parameter should take into consideration that
588   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
589
590   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
591   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
592   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
593   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
594   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
595   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
596
597   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
598   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
599   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
600   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
601   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
602   packet is inlined.
603
604   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
605   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
606
607   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
608   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
609   some configurations.
610
611   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
612   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
613   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
614   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
615
616 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
617
618   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
619   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
620   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
621   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
622   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
623   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
624
625   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
626   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
627   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
628   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
629   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
630
631   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
632   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
633   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
634   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
635   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
636   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
637   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
638   will be raised.
639
640 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
641
642   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
643   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
644   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
645   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
646   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
647   CPU cycles.
648
649   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
650   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
651   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
652   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
653   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
654
655   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
656   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
657   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
658   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
659   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
660   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
661   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
662   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
663   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
664   settings can not be satisfied then error will be raised.
665
666 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
667
668   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
669   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
670   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
671
672 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
673
674   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
675   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
676   issue.
677
678 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
679
680   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
681   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
682   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
683   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
684   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
685   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
686
687 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
688
689   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
690   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
691   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
692   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
693   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
694   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
695
696   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
697   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
698   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
699   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
700
701 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
702
703   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
704   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
705
706   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
707     variable is either missing or set to zero.
708   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
709
710   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
711   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
712
713   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
714   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
715   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
716   to send, but latency might be improved.
717
718   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
719   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
720   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
721   performance.
722
723   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
724   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
725   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
726   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
727   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
728   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
729   packets transmit) and should be used with care.
730
731   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
732   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
733   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
734
735 - ``tx_pp`` parameter [int]
736
737   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
738   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
739   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
740   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
741   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
742   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
743   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
744   feature is disabled.
745
746 - ``tx_skew`` parameter [int]
747
748   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
749   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
750   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
751   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
752   specified. The default value is zero.
753
754 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
755
756   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
757   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
758   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
759
760 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
761
762   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
763   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
764
765   Enabled by default.
766
767 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
768
769   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
770   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
771   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
772   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
773
774   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
775
776 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
777
778   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
779   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
780   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
781
782   Disabled by default.
783
784 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
785
786   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
787   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
788   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
789   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
790
791   There are some possible configurations, depending on parameter value:
792
793   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
794     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
795     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
796     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
797     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
798
799   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
800     related actions and items operate within all supported steering domains,
801     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
802     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
803     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
804     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
805     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
806     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
807     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
808     trials.
809
810   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
811     related actions and items operate within all supported steering domains,
812     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
813     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
814     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
815     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
816     series of rte_flow_validate() trials.
817
818   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
819   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
820   +======+===========+===========+=============+=============+
821   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
822   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
823   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
824   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
825   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
826   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
827
828   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
829   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
830
831   Disabled by default (set to 0).
832
833   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
834   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
835   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
836
837 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
838
839   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
840   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
841
842   Enabled by default if supported.
843
844 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
845
846   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
847
848   Enabled by default if supported.
849
850 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
851
852   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
853   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
854   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
855   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
856   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
857
858   Disabled by default (set to 0).
859
860 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
861
862   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
863   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
864   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
865   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
866   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
867   entire memory is freed.
868
869   Enabled by default.
870
871 - ``representor`` parameter [list]
872
873   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
874   existing port (or VF) representors configured on the device.
875
876   It is a standard parameter whose format is described in
877   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
878
879   For instance, to probe port representors 0 through 2::
880
881     representor=[0-2]
882
883 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
884
885   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
886   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
887
888   set to 128 by default.
889
890 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
891
892   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
893   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
894   the input ``lro_timeout_usec`` value.
895   If this parameter is not specified, by default PMD will set
896   the smallest value supported by HW.
897
898 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
899
900   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
901   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
902   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
903   will get a failure if it is out of scope.
904   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
905   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
906   different firmware release is being used. By using a small value, it could
907   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
908   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
909   degradation will be introduced.
910   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
911   frames will be supported.
912
913 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
914
915   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
916   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
917   flow destroyed.
918   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
919   if the resource cache is needed or not.
920
921   There are three options to choose:
922
923   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
924     be cached, helpful with flow insertion rate.
925
926   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
927
928   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
929     reclaimed mode.
930
931   By default, the PMD will set this value to 0.
932
933 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
934
935   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
936   from system by default, without explicit rte memory flag.
937
938   By default, the PMD will set this value to 0.
939
940 - ``decap_en`` parameter [int]
941
942   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
943   tunnel-decapsulated packets.
944   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
945   decapsulation in the flow engine for such devices.
946
947   By default, the PMD will set this value to 1.
948
949 .. _mlx5_firmware_config:
950
951 Firmware configuration
952 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
953
954 Firmware features can be configured as key/value pairs.
955
956 The command to set a value is::
957
958   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
959
960 The command to query a value is::
961
962   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
963
964 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
965 or the mst device name found with::
966
967   mst status
968
969 Below are some firmware configurations listed.
970
971 - link type::
972
973     LINK_TYPE_P1
974     LINK_TYPE_P2
975     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
976
977 - enable SR-IOV::
978
979     SRIOV_EN=1
980
981 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
982
983     NUM_OF_VFS=<max>
984
985 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
986
987     UCTX_EN=1
988
989 - aggressive CQE zipping::
990
991     CQE_COMPRESSION=1
992
993 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
994
995     IP_OVER_VXLAN_EN=1
996     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
997
998 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
999
1000     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1001     or
1002     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
1003
1004 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
1005
1006     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1007
1008 - enable MPLS flow matching::
1009
1010     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1011
1012 - enable ICMP/ICMP6 code/type fields matching::
1013
1014     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
1015
1016 - enable Geneve flow matching::
1017
1018    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1019    or
1020    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1021
1022 - enable GTP flow matching::
1023
1024    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
1025
1026 - enable eCPRI flow matching::
1027
1028    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
1029    PROG_PARSE_GRAPH=1
1030
1031 Prerequisites
1032 -------------
1033
1034 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
1035 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
1036 DPDK and must be installed separately:
1037
1038 - **libibverbs**
1039
1040   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
1041   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1042   such as libmlx5.
1043
1044   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1045   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1046   never leave user space.
1047
1048 - **libmlx5**
1049
1050   Low-level user space driver library for Mellanox
1051   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1052   by libibverbs.
1053
1054   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1055   queues.
1056
1057 - **Kernel modules**
1058
1059   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1060   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1061   space processes.
1062
1063   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1064   their devices:
1065
1066   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1067     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1068     network devices.
1069   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1070   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1071
1072 - **Firmware update**
1073
1074   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1075   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1076
1077   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1078   match the kernel modules and libraries they come with.
1079
1080 .. note::
1081
1082    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1083    licensed.
1084
1085 Installation
1086 ~~~~~~~~~~~~
1087
1088 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1089 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1090 releases.
1091
1092 RDMA Core with Linux Kernel
1093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1094
1095 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1096 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1097   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1098 - When building for i686 use:
1099
1100   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1101   - Kernel version 4.14.41 or above.
1102
1103 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1104
1105     cd build
1106     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1107     ninja
1108
1109 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1110 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1111
1112 If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
1113 thanks to these environment variables:
1114
1115    - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
1116    - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
1117    - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
1118
1119 Mellanox OFED/EN
1120 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1121
1122 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1123   Mellanox EN version: **4.5** and above
1124 - firmware version:
1125
1126   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1127   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1128   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1129   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1130   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1131   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1132   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1133
1134 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1135 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1136 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1137 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1138
1139 `Mellanox OFED
1140 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1141 `Mellanox EN
1142 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1143 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1144 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1145 required from that distribution.
1146
1147 .. note::
1148
1149    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1150    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1151    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1152
1153 Supported NICs
1154 --------------
1155
1156 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1157
1158   - ConnectX-4
1159   - ConnectX-4 Lx
1160   - ConnectX-5
1161   - ConnectX-5 Ex
1162   - ConnectX-6
1163   - ConnectX-6 Dx
1164   - BlueField
1165
1166 Below are detailed device names:
1167
1168 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1169 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1170 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1171 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1172 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1173 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1174 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1175 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1176 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1177 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1178 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1179 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1180 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1181 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1182 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1183 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1184 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1185 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1186 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1187 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1188 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1189 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1190 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1191 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1192 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1193
1194 Quick Start Guide on OFED/EN
1195 ----------------------------
1196
1197 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1198
1199
1200 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1201    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1202
1203         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1204
1205 3. Verify the firmware is the correct one::
1206
1207         ibv_devinfo
1208
1209 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1210
1211         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1212         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1213         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1214
1215    Link types may have to be configured to Ethernet::
1216
1217         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1218
1219         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1220
1221    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1222
1223         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1224         SRIOV_EN                            True(1)
1225
1226    If needed, configure SR-IOV::
1227
1228         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1229         mlxfwreset -d <mst device> reset
1230
1231 5. Restart the driver::
1232
1233         /etc/init.d/openibd restart
1234
1235    or::
1236
1237         service openibd restart
1238
1239    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1240
1241         mlxfwreset -d <mst device> reset
1242
1243    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1244    needed for the PF.
1245
1246    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1247
1248         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1249
1250 6. Install DPDK and you are ready to go.
1251    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1252
1253 Enable switchdev mode
1254 ---------------------
1255
1256 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1257 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1258 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1259 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1260 sent to a representor will be received by the VF.
1261 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1262 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1263 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1264 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1265 the DPDK application.
1266
1267 1. Enable SRIOV mode::
1268
1269         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1270
1271 2. Configure the max number of VFs::
1272
1273         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1274
1275 3. Reset the FW::
1276
1277         mlxfwreset -d <mst device> reset
1278
1279 3. Configure the actual number of VFs::
1280
1281         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1282
1283 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1284
1285         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1286
1287 5. Enbale switchdev mode::
1288
1289         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1290
1291 Performance tuning
1292 ------------------
1293
1294 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1295
1296         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1297
1298   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1299
1300         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1301
1302 2. In case of virtualization:
1303
1304    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1305    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1306    - Use 1G huge pages.
1307    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1308    - Make sure to set CPU pinning.
1309
1310 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1311    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1312    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1313
1314         lstopo-no-graphics
1315
1316    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1317
1318 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1319    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1320    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1321    This in order to forward packets from one to the other without
1322    NUMA performance penalty.
1323
1324 5. Disable pause frames::
1325
1326         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1327
1328 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1329    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1330    information about the settings.
1331
1332 .. note::
1333
1334         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1335         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1336         done in the following way:
1337
1338         To query the read request size use::
1339
1340                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1341
1342         If the output is different than 3XXX, set it by::
1343
1344                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1345
1346         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1347         according to the setpci output.
1348
1349 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1350
1351    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1352    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1353    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1354
1355 .. _mlx5_offloads_support:
1356
1357 Supported hardware offloads
1358 ---------------------------
1359
1360 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1361
1362    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1363    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1364    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1365    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1366    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1367    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1368    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1369    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1370    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1371
1372 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1373
1374    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1375    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1376    +=======================+=================+=================+
1377    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1378    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1379    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1380    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1381    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1382    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1383    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1384    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1385    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1386    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1387    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1388    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1389    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1390    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1391    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1392    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1393    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1394    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1395    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1396    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1397    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1398    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1399    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1400    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1401    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1402    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1403    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1404    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1405    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1406    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1407    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1408    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1409    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1410    | | set_ttl /           | |               | |               |
1411    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1412    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1413    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1414    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1415    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1416    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1417    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1418    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1419    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1420    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1421    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1422    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1423    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1424    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1425    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1426    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1427    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1428    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1429    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1430    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1431    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1432    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1433    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1434    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1435    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1436    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1437    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1438    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1439    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1440    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1441    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1442    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1443    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1444    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1445    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1446    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1447    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1448    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1449    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1450    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1451    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1452    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1453    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1454    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1455
1456 Notes for metadata
1457 ------------------
1458
1459 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1460 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1461 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1462 treated by applications and PMD as valid ones.
1463
1464 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1465 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1466 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1467 should be rejected on validation stage.
1468
1469 Notes for rte_flow
1470 ------------------
1471
1472 Flows are not cached in the driver.
1473 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1474 application will be flushed automatically in the background.
1475 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1476 not represented in the system.
1477 All references to these flows held by the application should be discarded
1478 directly but neither destroyed nor flushed.
1479
1480 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1481
1482 Notes for testpmd
1483 -----------------
1484
1485 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1486 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1487
1488 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1489 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1490 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1491 behavior as librte_pmd_mlx4::
1492
1493    > port stop all
1494    > port config all rss all
1495    > port start all
1496
1497 Usage example
1498 -------------
1499
1500 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1501 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1502
1503 #. Load the kernel modules::
1504
1505       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1506
1507    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1508    can be run::
1509
1510       /etc/init.d/openibd restart
1511
1512    .. note::
1513
1514       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1515       not have to be loaded.
1516
1517 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1518    verbs. Related sysfs entries should be present::
1519
1520       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1521
1522    Example output::
1523
1524       eth30
1525       eth31
1526       eth32
1527       eth33
1528
1529 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1530
1531       {
1532           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1533           do
1534               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1535           done;
1536       } |
1537       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1538
1539    Example output::
1540
1541       -w 0000:05:00.1
1542       -w 0000:06:00.0
1543       -w 0000:06:00.1
1544       -w 0000:05:00.0
1545
1546 #. Request huge pages::
1547
1548       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1549
1550 #. Start testpmd with basic parameters::
1551
1552       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
1553
1554    Example output::
1555
1556       [...]
1557       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1558       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1559       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1560       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1561       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1562       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1563       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1564       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1565       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1566       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1567       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1568       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1569       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1570       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1571       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1572       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1573       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1574       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1575       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1576       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1577       Interactive-mode selected
1578       Configuring Port 0 (socket 0)
1579       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1580       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1581       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1582       Configuring Port 1 (socket 0)
1583       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1584       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1585       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1586       Configuring Port 2 (socket 0)
1587       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1588       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1589       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1590       Configuring Port 3 (socket 0)
1591       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1592       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1593       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1594       Checking link statuses...
1595       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1596       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1597       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1598       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1599       Done
1600       testpmd>
1601
1602 How to dump flows
1603 -----------------
1604
1605 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1606 all flows with assistance of external tools.
1607
1608 #. 2 ways to get flow raw file:
1609
1610    - Using testpmd CLI:
1611
1612    .. code-block:: console
1613
1614        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1615
1616    - call rte_flow_dev_dump api:
1617
1618    .. code-block:: console
1619
1620        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1621
1622 #. Dump human-readable flows from raw file:
1623
1624    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1625
1626    .. code-block:: console
1627
1628        mlx_steering_dump.py -f <output_file>