net/mlx5: support flow tag and packet header miniCQEs
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright 2015 6WIND S.A.
3     Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 MLX5 poll mode driver
8 =====================
9
10 The MLX5 poll mode driver library (**librte_net_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23
24 Design
25 ------
26
27 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
28 kernel support), librte_net_mlx5 relies heavily on system calls for control
29 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
30
31 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
32 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
33 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
34 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
35 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
36
37 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
38 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
39 long as they share the same MAC address.
40 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
41 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
42 application.
43
44 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
45 or directly the hardware components.
46 There are different levels of objects and bypassing abilities
47 to get the best performances:
48
49 - Verbs is a complete high-level generic API
50 - Direct Verbs is a device-specific API
51 - DevX allows to access firmware objects
52 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
53
54 Enabling librte_net_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
55 libibverbs.
56
57 Features
58 --------
59
60 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
61 - Multiple TX and RX queues.
62 - Support for scattered TX frames.
63 - Advanced support for scattered Rx frames with tunable buffer attributes.
64 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
65 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
66   and source only, destination only or both.
67 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
68 - Default RSS operation with no hash key specification.
69 - Configurable RETA table.
70 - Link flow control (pause frame).
71 - Support for multiple MAC addresses.
72 - VLAN filtering.
73 - RX VLAN stripping.
74 - TX VLAN insertion.
75 - RX CRC stripping configuration.
76 - Promiscuous mode on PF and VF.
77 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
78 - Hardware checksum offloads.
79 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
80   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
81 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
82 - Multiple process.
83 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
84 - RSS hash result is supported.
85 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
86 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
87 - RX interrupts.
88 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
89 - Rx HW timestamp.
90 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
91 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
92 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
93   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
94 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
95 - Support for multiple rte_flow groups.
96 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
97 - Hardware LRO.
98 - Hairpin.
99 - Multiple-thread flow insertion.
100
101 Limitations
102 -----------
103
104 - For secondary process:
105
106   - Forked secondary process not supported.
107   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
108     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
109     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
110     process. If the external memory is registered by primary process but has
111     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
112
113 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
114   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
115
116   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
117   Meaning, the flow rule::
118
119         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
120
121   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
122
123         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
124
125   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
126
127 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), multi-tagged(QinQ) match is not supported.
128
129 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern with any VLAN specification will match only single-tagged packets unless the ETH item ``type`` field is 0x88A8 or the VLAN item ``has_more_vlan`` field is 1.
130   The flow rule::
131
132         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
133
134   Will match any ipv4 packet.
135   The flow rules::
136
137         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / end ...
138         flow create 0 ingress pattern eth has_vlan is 1 / end ...
139         flow create 0 ingress pattern eth type is 0x8100 / end ...
140
141   Will match single-tagged packets only, with any VLAN ID value.
142   The flow rules::
143
144         flow create 0 ingress pattern eth type is 0x88A8 / end ...
145         flow create 0 ingress pattern eth / vlan has_more_vlan is 1 / end ...
146
147   Will match multi-tagged packets only, with any VLAN ID value.
148
149 - A flow pattern with 2 sequential VLAN items is not supported.
150
151 - VLAN pop offload command:
152
153   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
154     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
155   - The command is not supported on egress traffic.
156
157 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
158
159 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
160
161 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
162   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
163   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
164   inline settings) to 58.
165
166 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
167   to 0 are not supported.
168
169 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
170
171 - Match on Geneve header supports the following fields only:
172
173      - VNI
174      - OAM
175      - protocol type
176      - options length
177        Currently, the only supported options length value is 0.
178
179 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
180   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
181
182 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
183
184      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
185      - msg_type
186      - teid
187
188 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
189   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
190
191 .. note::
192
193    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
194    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
195    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
196    remain present and should be removed manually by other means.
197
198 - Buffer split offload is supported with regular Rx burst routine only,
199   no MPRQ feature or vectorized code can be engaged.
200
201 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
202   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
203   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
204   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
205   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
206   holds the external buffers may be corrupted.
207
208 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
209   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
210   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
211
212 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
213   and allmulticast mode are both set to off.
214   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
215   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
216
217 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
218   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
219
220   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
221   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
222
223   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
224   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
225   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
226   which is intended to be used by the application.
227
228   To query the supported specific flags in runtime,
229   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
230   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
231   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
232
233     - application starts
234     - probe the devices, ports are created
235     - query the port capabilities
236     - if port supporting the feature is found
237     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
238     - application starts the ports
239     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
240       enables the feature support in datapath
241     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
242       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
243
244 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
245   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
246   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
247   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
248   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
249
250 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
251   parameter should be specified.
252   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TX_TIMESTAMP_NAME set on the packet
253   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
254   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
255   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
256   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
257   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
258   reported via device xstats to assist applications to detect the
259   time-related problems.
260
261   The timestamp upper "too-distant-future" limit
262   at the moment of invoking the Tx burst routine
263   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
264   Please note, for the testpmd txonly mode,
265   the limit is deduced from the expression::
266
267         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
268
269   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
270   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
271   application responsibility to generate packets and its timestamps
272   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
273   in the burst providing the entire burst scheduling.
274
275 - E-Switch decapsulation Flow:
276
277   - can be applied to PF port only.
278   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
279   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
280
281 - E-Switch  encapsulation Flow:
282
283   - can be applied to VF ports only.
284   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
285
286 - Raw encapsulation:
287
288   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
289
290 - Raw decapsulation:
291
292   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
293   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
294   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
295
296 - ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
297   mutually exclusive features which cannot be supported together
298   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
299
300 - LRO:
301
302   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
303   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
304   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
305     TCP header (122B).
306   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
307     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
308   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
309         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
310
311     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
312   - LRO packet aggregation is performed by HW only for packet size larger than
313     ``lro_min_mss_size``. This value is reported on device start, when debug
314     mode is enabled.
315
316 - CRC:
317
318   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
319     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
320     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
321
322 - Sample flow:
323
324   - Supports ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` action only within NIC Rx and E-Switch steering domain.
325   - The E-Switch Sample flow must have the eswitch_manager VPORT destination (PF or ECPF) and no additional actions.
326   - 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.
327
328 - IPv6 header item 'proto' field, indicating the next header protocol, should
329   not be set as extension header.
330   In case the next header is an extension header, it should not be specified in
331   IPv6 header item 'proto' field.
332   The last extension header item 'next header' field can specify the following
333   header protocol type.
334
335 - Hairpin:
336
337   - Hairpin between two ports could only manual binding and explicit Tx flow mode. For single port hairpin, all the combinations of auto/manual binding and explicit/implicit Tx flow mode could be supported.
338   - Hairpin in switchdev SR-IOV mode is not supported till now.
339
340 Statistics
341 ----------
342
343 MLX5 supports various methods to report statistics:
344
345 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.
346
347 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.
348
349 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.
350
351 Configuration
352 -------------
353
354 Compilation options
355 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
356
357 The ibverbs libraries can be linked with this PMD in a number of ways,
358 configured by the ``ibverbs_link`` build option:
359
360 - ``shared`` (default): the PMD depends on some .so files.
361
362 - ``dlopen``: Split the dependencies glue in a separate library
363   loaded when needed by dlopen.
364   It make dependencies on libibverbs and libmlx4 optional,
365   and has no performance impact.
366
367 - ``static``: Embed static flavor of the dependencies libibverbs and libmlx4
368   in the PMD shared library or the executable static binary.
369
370 Environment variables
371 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
372
373 - ``MLX5_GLUE_PATH``
374
375   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
376   separated by colons or semi-colons.
377
378 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
379
380   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
381
382   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
383   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
384   becomes full, but it depends on CPU design.
385
386   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
387   after updating the register so that the update can be immediately visible to
388   HW.
389
390   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
391   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
392   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
393   slightly decline.
394
395 Run-time configuration
396 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
397
398 - librte_net_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
399   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
400   reception.
401
402 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
403
404 Run as non-root
405 ^^^^^^^^^^^^^^^
406
407 In order to run as a non-root user,
408 some capabilities must be granted to the application::
409
410    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
411
412 Below are the reasons of the need for each capability:
413
414 ``cap_sys_admin``
415    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
416    for access to ``/proc/self/pagemap``.
417
418 ``cap_net_admin``
419    For device configuration.
420
421 ``cap_net_raw``
422    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
423
424 ``cap_ipc_lock``
425    For DMA memory pinning.
426
427 Driver options
428 ^^^^^^^^^^^^^^
429
430 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
431
432   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
433   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
434   Different compression formats are supported in order to achieve the best
435   performance for different traffic patterns. Hash RSS format is the default.
436
437   Specifying 2 as a ``rxq_cqe_comp_en`` value selects Flow Tag format for
438   better compression rate in case of RTE Flow Mark traffic.
439   Specifying 3 as a ``rxq_cqe_comp_en`` value selects Checksum format.
440   Specifying 4 as a ``rxq_cqe_comp_en`` value selects L3/L4 Header format for
441   better compression rate in case of mixed TCP/UDP and IPv4/IPv6 traffic.
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   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
448     and BlueField.
449
450 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
451
452   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
453   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
454   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
455   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
456   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
457   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
458   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
459   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
460   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
461   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
462   parameter. Disabled by default.
463
464   Supported on:
465
466   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
467
468 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
469
470   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
471   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
472   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
473   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
474   default.
475
476   Supported on:
477
478   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
479     and BlueField.
480   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
481     and BlueField.
482
483 - ``mprq_en`` parameter [int]
484
485   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
486   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
487   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
488
489   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
490   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
491   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
492   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
493   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
494   small-packet traffic.
495
496   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
497   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
498   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
499   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
500   scatter and multi-segment packet.
501
502 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
503
504   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
505   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
506   range of device capability, the default value will be set with a warning
507   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
508   if ``mprq_en`` is set.
509
510   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
511
512 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
513
514   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
515   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
516   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
517   value is not in the range of device capability, the default value will be set
518   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
519   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
520   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
521   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
522   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
523   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
524   performance penalty.
525
526 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
527
528   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
529   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
530   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
531   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
532   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
533   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
534   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
535   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
536
537 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
538
539   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
540   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
541   ``mprq_en`` is set.
542
543 - ``txq_inline`` parameter [int]
544
545   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
546   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
547   partial compatibility.
548
549 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
550
551   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
552   to this value.
553
554   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
555   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
556
557   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
558   and 8 for other platforms
559
560   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
561   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
562   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
563   is not supposed to be bottleneck anymore.
564
565   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
566   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
567   heavy traffic on many queues.
568
569   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
570   option should be used with care, as it may lower performance when back
571   pressure is not expected.
572
573   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
574   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
575   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
576
577 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
578
579   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
580   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
581   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
582   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
583   applications using this parameter should take into consideration that
584   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
585
586   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
587   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
588   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
589   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
590   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
591   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
592
593   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
594   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
595   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
596   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
597   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
598   packet is inlined.
599
600   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
601   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
602
603   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
604   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
605   some configurations.
606
607   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
608   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
609   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
610   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
611
612 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
613
614   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
615   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
616   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
617   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
618   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
619   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
620
621   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
622   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
623   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
624   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
625   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
626
627   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
628   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
629   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
630   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
631   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
632   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
633   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
634   will be raised.
635
636 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
637
638   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
639   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
640   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
641   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
642   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
643   CPU cycles.
644
645   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
646   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
647   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
648   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
649   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
650
651   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
652   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
653   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
654   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
655   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
656   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
657   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
658   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
659   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
660   settings can not be satisfied then error will be raised.
661
662 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
663
664   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
665   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
666   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
667
668 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
669
670   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
671   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
672   issue.
673
674 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
675
676   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
677   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
678   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
679   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
680   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
681   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
682
683 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
684
685   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
686   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
687   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
688   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
689   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
690   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
691
692   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
693   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
694   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
695   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
696
697 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
698
699   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
700   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
701
702   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
703     variable is either missing or set to zero.
704   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
705
706   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
707   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
708
709   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
710   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
711   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
712   to send, but latency might be improved.
713
714   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
715   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
716   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
717   performance.
718
719   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
720   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
721   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
722   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
723   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
724   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
725   packets transmit) and should be used with care.
726
727   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
728   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
729   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
730
731 - ``tx_pp`` parameter [int]
732
733   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
734   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
735   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
736   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
737   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
738   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
739   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
740   feature is disabled.
741
742 - ``tx_skew`` parameter [int]
743
744   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
745   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
746   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
747   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
748   specified. The default value is zero.
749
750 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
751
752   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
753   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
754   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
755
756 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
757
758   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
759   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
760
761   Enabled by default.
762
763 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
764
765   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
766   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
767   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
768   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
769
770   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
771
772 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
773
774   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
775   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
776   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
777
778   Disabled by default.
779
780 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
781
782   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
783   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
784   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
785   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
786
787   There are some possible configurations, depending on parameter value:
788
789   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
790     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
791     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
792     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
793     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
794
795   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
796     related actions and items operate within all supported steering domains,
797     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
798     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
799     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
800     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
801     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
802     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
803     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
804     trials.
805
806   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
807     related actions and items operate within all supported steering domains,
808     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
809     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
810     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
811     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
812     series of rte_flow_validate() trials.
813
814   - 3, this engages tunnel offload mode. In E-Switch configuration, that
815     mode implicitly activates ``dv_xmeta_en=1``.
816
817   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
818   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
819   +======+===========+===========+=============+=============+
820   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
821   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
822   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
823   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
824   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
825   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
826
827   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
828   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
829
830   Disabled by default (set to 0).
831
832   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
833   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
834   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
835
836 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
837
838   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
839   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
840
841   Enabled by default if supported.
842
843 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
844
845   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
846
847   Enabled by default if supported.
848
849 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
850
851   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
852   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
853   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
854   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
855   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
856
857   Disabled by default (set to 0).
858
859 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
860
861   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
862   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
863   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
864   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
865   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
866   entire memory is freed.
867
868   Enabled by default.
869
870 - ``representor`` parameter [list]
871
872   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
873   existing port (or VF) representors configured on the device.
874
875   It is a standard parameter whose format is described in
876   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
877
878   For instance, to probe port representors 0 through 2::
879
880     representor=[0-2]
881
882 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
883
884   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
885   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
886
887   set to 128 by default.
888
889 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
890
891   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
892   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
893   the input ``lro_timeout_usec`` value.
894   If this parameter is not specified, by default PMD will set
895   the smallest value supported by HW.
896
897 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
898
899   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
900   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
901   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
902   will get a failure if it is out of scope.
903   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
904   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
905   different firmware release is being used. By using a small value, it could
906   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
907   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
908   degradation will be introduced.
909   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
910   frames will be supported.
911
912 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
913
914   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
915   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
916   flow destroyed.
917   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
918   if the resource cache is needed or not.
919
920   There are three options to choose:
921
922   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
923     be cached, helpful with flow insertion rate.
924
925   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
926
927   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
928     reclaimed mode.
929
930   By default, the PMD will set this value to 0.
931
932 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
933
934   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
935   from system by default, without explicit rte memory flag.
936
937   By default, the PMD will set this value to 0.
938
939 - ``decap_en`` parameter [int]
940
941   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
942   tunnel-decapsulated packets.
943   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
944   decapsulation in the flow engine for such devices.
945
946   By default, the PMD will set this value to 1.
947
948 .. _mlx5_firmware_config:
949
950 Firmware configuration
951 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
952
953 Firmware features can be configured as key/value pairs.
954
955 The command to set a value is::
956
957   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
958
959 The command to query a value is::
960
961   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
962
963 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
964 or the mst device name found with::
965
966   mst status
967
968 Below are some firmware configurations listed.
969
970 - link type::
971
972     LINK_TYPE_P1
973     LINK_TYPE_P2
974     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
975
976 - enable SR-IOV::
977
978     SRIOV_EN=1
979
980 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
981
982     NUM_OF_VFS=<max>
983
984 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
985
986     UCTX_EN=1
987
988 - aggressive CQE zipping::
989
990     CQE_COMPRESSION=1
991
992 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
993
994     IP_OVER_VXLAN_EN=1
995     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
996
997 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
998
999     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1000     or
1001     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
1002
1003 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
1004
1005     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1006
1007 - enable MPLS flow matching::
1008
1009     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1010
1011 - enable ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) fields matching::
1012
1013     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
1014
1015 - enable Geneve flow matching::
1016
1017    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1018    or
1019    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1020
1021 - enable GTP flow matching::
1022
1023    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
1024
1025 - enable eCPRI flow matching::
1026
1027    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
1028    PROG_PARSE_GRAPH=1
1029
1030 Prerequisites
1031 -------------
1032
1033 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
1034 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
1035 DPDK and must be installed separately:
1036
1037 - **libibverbs**
1038
1039   User space Verbs framework used by librte_net_mlx5. This library provides
1040   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1041   such as libmlx5.
1042
1043   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1044   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1045   never leave user space.
1046
1047 - **libmlx5**
1048
1049   Low-level user space driver library for Mellanox
1050   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1051   by libibverbs.
1052
1053   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1054   queues.
1055
1056 - **Kernel modules**
1057
1058   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1059   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1060   space processes.
1061
1062   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1063   their devices:
1064
1065   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1066     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1067     network devices.
1068   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1069   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1070
1071 - **Firmware update**
1072
1073   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1074   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1075
1076   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1077   match the kernel modules and libraries they come with.
1078
1079 .. note::
1080
1081    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1082    licensed.
1083
1084 Installation
1085 ~~~~~~~~~~~~
1086
1087 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1088 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1089 releases.
1090
1091 RDMA Core with Linux Kernel
1092 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1093
1094 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1095 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1096   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1097 - When building for i686 use:
1098
1099   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1100   - Kernel version 4.14.41 or above.
1101
1102 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1103
1104     cd build
1105     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1106     ninja
1107
1108 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1109 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1110
1111
1112 Mellanox OFED/EN
1113 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1114
1115 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1116   Mellanox EN version: **4.5** and above
1117 - firmware version:
1118
1119   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1120   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1121   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1122   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1123   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1124   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1125   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1126
1127 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1128 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1129 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1130 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1131
1132 `Mellanox OFED
1133 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1134 `Mellanox EN
1135 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1136 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1137 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1138 required from that distribution.
1139
1140 .. note::
1141
1142    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1143    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1144    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1145
1146 Supported NICs
1147 --------------
1148
1149 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1150
1151   - ConnectX-4
1152   - ConnectX-4 Lx
1153   - ConnectX-5
1154   - ConnectX-5 Ex
1155   - ConnectX-6
1156   - ConnectX-6 Dx
1157   - BlueField
1158
1159 Below are detailed device names:
1160
1161 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1162 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1163 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1164 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1165 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1166 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1167 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1168 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1169 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1170 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1171 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1172 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1173 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1174 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1175 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1176 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1177 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1178 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1179 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1180 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1181 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1182 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1183 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1184 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1185 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1186
1187 Quick Start Guide on OFED/EN
1188 ----------------------------
1189
1190 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1191
1192
1193 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1194    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1195
1196         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1197
1198 3. Verify the firmware is the correct one::
1199
1200         ibv_devinfo
1201
1202 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1203
1204         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1205         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1206         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1207
1208    Link types may have to be configured to Ethernet::
1209
1210         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1211
1212         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1213
1214    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1215
1216         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1217         SRIOV_EN                            True(1)
1218
1219    If needed, configure SR-IOV::
1220
1221         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1222         mlxfwreset -d <mst device> reset
1223
1224 5. Restart the driver::
1225
1226         /etc/init.d/openibd restart
1227
1228    or::
1229
1230         service openibd restart
1231
1232    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1233
1234         mlxfwreset -d <mst device> reset
1235
1236    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1237    needed for the PF.
1238
1239    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1240
1241         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1242
1243 6. Install DPDK and you are ready to go.
1244    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1245
1246 Enable switchdev mode
1247 ---------------------
1248
1249 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1250 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1251 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1252 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1253 sent to a representor will be received by the VF.
1254 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1255 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1256 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1257 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1258 the DPDK application.
1259
1260 1. Enable SRIOV mode::
1261
1262         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1263
1264 2. Configure the max number of VFs::
1265
1266         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1267
1268 3. Reset the FW::
1269
1270         mlxfwreset -d <mst device> reset
1271
1272 3. Configure the actual number of VFs::
1273
1274         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1275
1276 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1277
1278         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1279
1280 5. Enbale switchdev mode::
1281
1282         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1283
1284 Performance tuning
1285 ------------------
1286
1287 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1288
1289         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1290
1291   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1292
1293         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1294
1295 2. In case of virtualization:
1296
1297    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1298    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1299    - Use 1G huge pages.
1300    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1301    - Make sure to set CPU pinning.
1302
1303 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1304    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1305    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1306
1307         lstopo-no-graphics
1308
1309    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1310
1311 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1312    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1313    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1314    This in order to forward packets from one to the other without
1315    NUMA performance penalty.
1316
1317 5. Disable pause frames::
1318
1319         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1320
1321 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1322    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1323    information about the settings.
1324
1325 .. note::
1326
1327         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1328         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1329         done in the following way:
1330
1331         To query the read request size use::
1332
1333                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1334
1335         If the output is different than 3XXX, set it by::
1336
1337                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1338
1339         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1340         according to the setpci output.
1341
1342 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1343
1344    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1345    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1346    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1347
1348 .. _mlx5_offloads_support:
1349
1350 Supported hardware offloads
1351 ---------------------------
1352
1353 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1354
1355    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1356    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1357    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1358    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1359    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1360    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1361    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1362    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1363    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1364
1365 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1366
1367    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1368    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1369    +=======================+=================+=================+
1370    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1371    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1372    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1373    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1374    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1375    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1376    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1377    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1378    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1379    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1380    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1381    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1382    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1383    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1384    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1385    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1386    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1387    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1388    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1389    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1390    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1391    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1392    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1393    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1394    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1395    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1396    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1397    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1398    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1399    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1400    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1401    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1402    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1403    | | set_ttl /           | |               | |               |
1404    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1405    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1406    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1407    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1408    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1409    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1410    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1411    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1412    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1413    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1414    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1415    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1416    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1417    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1418    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1419    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1420    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1421    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1422    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1423    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1424    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1425    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1426    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1427    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1428    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1429    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1430    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1431    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1432    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1433    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1434    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1435    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1436    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1437    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1438    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1439    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1440    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1441    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1442    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1443    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1444    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1445    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1446    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1447    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1448    | Sampling              | |  DPDK 20.11   | | DPDK 20.11    |
1449    |                       | |  OFED 5.2     | | OFED 5.2      |
1450    |                       | |  rdma-core 32 | | rdma-core 32  |
1451    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1452    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1453
1454 Notes for metadata
1455 ------------------
1456
1457 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1458 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1459 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1460 treated by applications and PMD as valid ones.
1461
1462 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1463 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1464 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1465 should be rejected on validation stage.
1466
1467 Notes for rte_flow
1468 ------------------
1469
1470 Flows are not cached in the driver.
1471 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1472 application will be flushed automatically in the background.
1473 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1474 not represented in the system.
1475 All references to these flows held by the application should be discarded
1476 directly but neither destroyed nor flushed.
1477
1478 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1479
1480 Notes for testpmd
1481 -----------------
1482
1483 Compared to librte_net_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1484 port, librte_net_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1485
1486 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1487 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1488 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1489 behavior as librte_net_mlx4::
1490
1491    > port stop all
1492    > port config all rss all
1493    > port start all
1494
1495 Usage example
1496 -------------
1497
1498 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1499 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_net_mlx5.
1500
1501 #. Load the kernel modules::
1502
1503       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1504
1505    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1506    can be run::
1507
1508       /etc/init.d/openibd restart
1509
1510    .. note::
1511
1512       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1513       not have to be loaded.
1514
1515 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1516    verbs. Related sysfs entries should be present::
1517
1518       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1519
1520    Example output::
1521
1522       eth30
1523       eth31
1524       eth32
1525       eth33
1526
1527 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1528
1529       {
1530           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1531           do
1532               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1533           done;
1534       } |
1535       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1536
1537    Example output::
1538
1539       -w 0000:05:00.1
1540       -w 0000:06:00.0
1541       -w 0000:06:00.1
1542       -w 0000:05:00.0
1543
1544 #. Request huge pages::
1545
1546       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1547
1548 #. Start testpmd with basic parameters::
1549
1550       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
1551
1552    Example output::
1553
1554       [...]
1555       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1556       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1557       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1558       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1559       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1560       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1561       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1562       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1563       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1564       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1565       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1566       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1567       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1568       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1569       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1570       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1571       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1572       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1573       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1574       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1575       Interactive-mode selected
1576       Configuring Port 0 (socket 0)
1577       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1578       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1579       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1580       Configuring Port 1 (socket 0)
1581       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1582       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1583       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1584       Configuring Port 2 (socket 0)
1585       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1586       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1587       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1588       Configuring Port 3 (socket 0)
1589       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1590       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1591       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1592       Checking link statuses...
1593       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1594       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1595       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1596       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1597       Done
1598       testpmd>
1599
1600 How to dump flows
1601 -----------------
1602
1603 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1604 all flows with assistance of external tools.
1605
1606 #. 2 ways to get flow raw file:
1607
1608    - Using testpmd CLI:
1609
1610    .. code-block:: console
1611
1612        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1613
1614    - call rte_flow_dev_dump api:
1615
1616    .. code-block:: console
1617
1618        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1619
1620 #. Dump human-readable flows from raw file:
1621
1622    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1623
1624    .. code-block:: console
1625
1626        mlx_steering_dump.py -f <output_file>