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