ethdev: include mbuf registration in Tx timestamp API
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright 2015 6WIND S.A.
3     Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 MLX5 poll mode driver
8 =====================
9
10 The MLX5 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23
24 Design
25 ------
26
27 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
28 kernel support), librte_pmd_mlx5 relies heavily on system calls for control
29 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
30
31 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
32 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
33 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
34 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
35 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
36
37 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
38 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
39 long as they share the same MAC address.
40 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
41 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
42 application.
43
44 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
45 or directly the hardware components.
46 There are different levels of objects and bypassing abilities
47 to get the best performances:
48
49 - Verbs is a complete high-level generic API
50 - Direct Verbs is a device-specific API
51 - DevX allows to access firmware objects
52 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
53
54 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
55 libibverbs.
56
57 Features
58 --------
59
60 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
61 - Multiple TX and RX queues.
62 - Support for scattered TX and RX frames.
63 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
64 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
65   and source only, destination only or both.
66 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
67 - Default RSS operation with no hash key specification.
68 - Configurable RETA table.
69 - Link flow control (pause frame).
70 - Support for multiple MAC addresses.
71 - VLAN filtering.
72 - RX VLAN stripping.
73 - TX VLAN insertion.
74 - RX CRC stripping configuration.
75 - Promiscuous mode on PF and VF.
76 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
77 - Hardware checksum offloads.
78 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
79   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
80 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
81 - Multiple process.
82 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
83 - RSS hash result is supported.
84 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
85 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
86 - RX interrupts.
87 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
88 - Rx HW timestamp.
89 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
90 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
91 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
92   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
93 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
94 - Support for multiple rte_flow groups.
95 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
96 - Hardware LRO.
97 - Hairpin.
98
99 Limitations
100 -----------
101
102 - For secondary process:
103
104   - Forked secondary process not supported.
105   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
106     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
107     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
108     process. If the external memory is registered by primary process but has
109     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
110
111 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
112   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
113
114   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
115   Meaning, the flow rule::
116
117         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
118
119   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
120
121         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
122
123   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
124
125 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
126   will match untagged packets only.
127   The flow rule::
128
129         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
130
131   Will match untagged packets only.
132   The flow rule::
133
134         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
135
136   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
137   The flow rule::
138
139         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
140
141   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
142
143 - VLAN pop offload command:
144
145   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
146     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
147   - The command is not supported on egress traffic.
148
149 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
150
151 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
152
153 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
154   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
155   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
156   inline settings) to 58.
157
158 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
159   to 0 are not supported.
160
161 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
162
163 - Match on Geneve header supports the following fields only:
164
165      - VNI
166      - OAM
167      - protocol type
168      - options length
169        Currently, the only supported options length value is 0.
170
171 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
172   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
173
174 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
175
176      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
177      - msg_type
178      - teid
179
180 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
181   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
182
183 .. note::
184
185    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
186    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
187    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
188    remain present and should be removed manually by other means.
189
190 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
191   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
192   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
193   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
194   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
195   holds the external buffers may be corrupted.
196
197 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
198   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
199   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
200
201 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
202   and allmulticast mode are both set to off.
203   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
204   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
205
206 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
207   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
208
209   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
210   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
211
212   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
213   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
214   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
215   which is intended to be used by the application.
216
217   To query the supported specific flags in runtime,
218   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
219   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
220   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
221
222     - application starts
223     - probe the devices, ports are created
224     - query the port capabilities
225     - if port supporting the feature is found
226     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
227     - application starts the ports
228     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
229       enables the feature support in datapath
230     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
231       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
232
233 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
234   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
235   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
236   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
237   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
238
239 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
240   parameter should be specified.
241   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TX_TIMESTAMP_NAME set on the packet
242   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
243   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
244   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
245   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
246   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
247   reported via device xstats to assist applications to detect the
248   time-related problems.
249
250   The timestamp upper "too-distant-future" limit
251   at the moment of invoking the Tx burst routine
252   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
253   Please note, for the testpmd txonly mode,
254   the limit is deduced from the expression::
255
256         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
257
258   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
259   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
260   application responsibility to generate packets and its timestamps
261   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
262   in the burst providing the entire burst scheduling.
263
264 - E-Switch decapsulation Flow:
265
266   - can be applied to PF port only.
267   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
268   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
269
270 - E-Switch  encapsulation Flow:
271
272   - can be applied to VF ports only.
273   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
274
275 - Raw encapsulation:
276
277   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
278
279 - Raw decapsulation:
280
281   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
282   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
283   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
284
285 - ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
286   mutually exclusive features which cannot be supported together
287   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
288
289 - LRO:
290
291   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
292   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
293   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
294     TCP header (122B).
295   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
296     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
297   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
298         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
299
300     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
301
302 - CRC:
303
304   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
305     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
306     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
307
308 - Sample flow:
309
310   - Supports ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` action only within NIC Rx and E-Switch steering domain.
311   - The E-Switch Sample flow must have the eswitch_manager VPORT destination (PF or ECPF) and no additional actions.
312   - 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.
313
314 Statistics
315 ----------
316
317 MLX5 supports various methods to report statistics:
318
319 Port statistics can be queried using ``rte_eth_stats_get()``. The received and sent statistics are through SW only and counts the number of packets received or sent successfully by the PMD. The imissed counter is the amount of packets that could not be delivered to SW because a queue was full. Packets not received due to congestion in the bus or on the NIC can be queried via the rx_discards_phy xstats counter.
320
321 Extended statistics can be queried using ``rte_eth_xstats_get()``. The extended statistics expose a wider set of counters counted by the device. The extended port statistics counts the number of packets received or sent successfully by the port. As Mellanox NICs are using the :ref:`Bifurcated Linux Driver <linux_gsg_linux_drivers>` those counters counts also packet received or sent by the Linux kernel. The counters with ``_phy`` suffix counts the total events on the physical port, therefore not valid for VF.
322
323 Finally per-flow statistics can by queried using ``rte_flow_query`` when attaching a count action for specific flow. The flow counter counts the number of packets received successfully by the port and match the specific flow.
324
325 Configuration
326 -------------
327
328 Compilation options
329 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
330
331 The ibverbs libraries can be linked with this PMD in a number of ways,
332 configured by the ``ibverbs_link`` build option:
333
334 - ``shared`` (default): the PMD depends on some .so files.
335
336 - ``dlopen``: Split the dependencies glue in a separate library
337   loaded when needed by dlopen.
338   It make dependencies on libibverbs and libmlx4 optional,
339   and has no performance impact.
340
341 - ``static``: Embed static flavor of the dependencies libibverbs and libmlx4
342   in the PMD shared library or the executable static binary.
343
344 Environment variables
345 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
346
347 - ``MLX5_GLUE_PATH``
348
349   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
350   separated by colons or semi-colons.
351
352 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
353
354   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
355
356   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
357   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
358   becomes full, but it depends on CPU design.
359
360   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
361   after updating the register so that the update can be immediately visible to
362   HW.
363
364   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
365   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
366   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
367   slightly decline.
368
369 Run-time configuration
370 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
371
372 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
373   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
374   reception.
375
376 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
377
378 Run as non-root
379 ^^^^^^^^^^^^^^^
380
381 In order to run as a non-root user,
382 some capabilities must be granted to the application::
383
384    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
385
386 Below are the reasons of the need for each capability:
387
388 ``cap_sys_admin``
389    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
390    for access to ``/proc/self/pagemap``.
391
392 ``cap_net_admin``
393    For device configuration.
394
395 ``cap_net_raw``
396    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
397
398 ``cap_ipc_lock``
399    For DMA memory pinning.
400
401 Driver options
402 ^^^^^^^^^^^^^^
403
404 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
405
406   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
407   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
408
409   Supported on:
410
411   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
412     and BlueField.
413   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
414     and BlueField.
415
416 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
417
418   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
419   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
420   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
421   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
422   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
423   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
424   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
425   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
426   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
427   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
428   parameter. Disabled by default.
429
430   Supported on:
431
432   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
433
434 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
435
436   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
437   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
438   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
439   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
440   default.
441
442   Supported on:
443
444   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
445     and BlueField.
446   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
447     and BlueField.
448
449 - ``mprq_en`` parameter [int]
450
451   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
452   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
453   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
454
455   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
456   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
457   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
458   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
459   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
460   small-packet traffic.
461
462   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
463   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
464   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
465   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
466   scatter and multi-segment packet.
467
468 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
469
470   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
471   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
472   range of device capability, the default value will be set with a warning
473   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
474   if ``mprq_en`` is set.
475
476   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
477
478 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
479
480   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
481   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
482   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
483   value is not in the range of device capability, the default value will be set
484   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
485   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
486   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
487   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
488   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
489   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
490   performance penalty.
491
492 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
493
494   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
495   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
496   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
497   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
498   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
499   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
500   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
501   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
502
503 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
504
505   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
506   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
507   ``mprq_en`` is set.
508
509 - ``txq_inline`` parameter [int]
510
511   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
512   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
513   partial compatibility.
514
515 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
516
517   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
518   to this value.
519
520   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
521   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
522
523   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
524   and 8 for other platforms
525
526   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
527   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
528   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
529   is not supposed to be bottleneck anymore.
530
531   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
532   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
533   heavy traffic on many queues.
534
535   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
536   option should be used with care, as it may lower performance when back
537   pressure is not expected.
538
539   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
540   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
541   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
542
543 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
544
545   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
546   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
547   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
548   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
549   applications using this parameter should take into consideration that
550   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
551
552   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
553   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
554   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
555   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
556   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
557   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
558
559   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
560   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
561   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
562   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
563   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
564   packet is inlined.
565
566   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
567   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
568
569   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
570   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
571   some configurations.
572
573   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
574   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
575   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
576   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
577
578 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
579
580   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
581   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
582   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
583   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
584   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
585   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
586
587   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
588   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
589   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
590   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
591   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
592
593   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
594   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
595   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
596   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
597   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
598   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
599   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
600   will be raised.
601
602 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
603
604   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
605   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
606   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
607   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
608   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
609   CPU cycles.
610
611   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
612   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
613   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
614   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
615   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
616
617   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
618   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
619   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
620   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
621   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
622   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
623   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
624   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
625   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
626   settings can not be satisfied then error will be raised.
627
628 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
629
630   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
631   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
632   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
633
634 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
635
636   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
637   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
638   issue.
639
640 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
641
642   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
643   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
644   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
645   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
646   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
647   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
648
649 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
650
651   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
652   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
653   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
654   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
655   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
656   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
657
658   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
659   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
660   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
661   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
662
663 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
664
665   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
666   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
667
668   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
669     variable is either missing or set to zero.
670   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
671
672   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
673   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
674
675   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
676   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
677   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
678   to send, but latency might be improved.
679
680   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
681   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
682   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
683   performance.
684
685   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
686   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
687   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
688   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
689   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
690   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
691   packets transmit) and should be used with care.
692
693   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
694   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
695   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
696
697 - ``tx_pp`` parameter [int]
698
699   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
700   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
701   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
702   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
703   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
704   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
705   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
706   feature is disabled.
707
708 - ``tx_skew`` parameter [int]
709
710   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
711   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
712   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
713   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
714   specified. The default value is zero.
715
716 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
717
718   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
719   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
720   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
721
722 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
723
724   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
725   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
726
727   Enabled by default.
728
729 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
730
731   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
732   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
733   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
734   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
735
736   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
737
738 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
739
740   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
741   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
742   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
743
744   Disabled by default.
745
746 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
747
748   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
749   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
750   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
751   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
752
753   There are some possible configurations, depending on parameter value:
754
755   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
756     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
757     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
758     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
759     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
760
761   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
762     related actions and items operate within all supported steering domains,
763     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
764     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
765     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
766     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
767     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
768     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
769     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
770     trials.
771
772   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
773     related actions and items operate within all supported steering domains,
774     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
775     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
776     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
777     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
778     series of rte_flow_validate() trials.
779
780   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
781   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
782   +======+===========+===========+=============+=============+
783   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
784   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
785   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
786   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
787   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
788   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
789
790   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
791   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
792
793   Disabled by default (set to 0).
794
795   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
796   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
797   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
798
799 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
800
801   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
802   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
803
804   Enabled by default if supported.
805
806 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
807
808   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
809
810   Enabled by default if supported.
811
812 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
813
814   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
815   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
816   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
817   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
818   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
819
820   Disabled by default (set to 0).
821
822 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
823
824   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
825   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
826   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
827   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
828   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
829   entire memory is freed.
830
831   Enabled by default.
832
833 - ``representor`` parameter [list]
834
835   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
836   existing port (or VF) representors configured on the device.
837
838   It is a standard parameter whose format is described in
839   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
840
841   For instance, to probe port representors 0 through 2::
842
843     representor=[0-2]
844
845 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
846
847   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
848   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
849
850   set to 128 by default.
851
852 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
853
854   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
855   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
856   the input ``lro_timeout_usec`` value.
857   If this parameter is not specified, by default PMD will set
858   the smallest value supported by HW.
859
860 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
861
862   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
863   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
864   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
865   will get a failure if it is out of scope.
866   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
867   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
868   different firmware release is being used. By using a small value, it could
869   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
870   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
871   degradation will be introduced.
872   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
873   frames will be supported.
874
875 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
876
877   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
878   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
879   flow destroyed.
880   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
881   if the resource cache is needed or not.
882
883   There are three options to choose:
884
885   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
886     be cached, helpful with flow insertion rate.
887
888   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
889
890   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
891     reclaimed mode.
892
893   By default, the PMD will set this value to 0.
894
895 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
896
897   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
898   from system by default, without explicit rte memory flag.
899
900   By default, the PMD will set this value to 0.
901
902 - ``decap_en`` parameter [int]
903
904   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
905   tunnel-decapsulated packets.
906   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
907   decapsulation in the flow engine for such devices.
908
909   By default, the PMD will set this value to 1.
910
911 .. _mlx5_firmware_config:
912
913 Firmware configuration
914 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
915
916 Firmware features can be configured as key/value pairs.
917
918 The command to set a value is::
919
920   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
921
922 The command to query a value is::
923
924   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
925
926 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
927 or the mst device name found with::
928
929   mst status
930
931 Below are some firmware configurations listed.
932
933 - link type::
934
935     LINK_TYPE_P1
936     LINK_TYPE_P2
937     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
938
939 - enable SR-IOV::
940
941     SRIOV_EN=1
942
943 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
944
945     NUM_OF_VFS=<max>
946
947 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
948
949     UCTX_EN=1
950
951 - aggressive CQE zipping::
952
953     CQE_COMPRESSION=1
954
955 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
956
957     IP_OVER_VXLAN_EN=1
958     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
959
960 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
961
962     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
963     or
964     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
965
966 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
967
968     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
969
970 - enable MPLS flow matching::
971
972     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
973
974 - enable ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) fields matching::
975
976     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
977
978 - enable Geneve flow matching::
979
980    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
981    or
982    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
983
984 - enable GTP flow matching::
985
986    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
987
988 - enable eCPRI flow matching::
989
990    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
991    PROG_PARSE_GRAPH=1
992
993 Prerequisites
994 -------------
995
996 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
997 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
998 DPDK and must be installed separately:
999
1000 - **libibverbs**
1001
1002   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
1003   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1004   such as libmlx5.
1005
1006   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1007   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1008   never leave user space.
1009
1010 - **libmlx5**
1011
1012   Low-level user space driver library for Mellanox
1013   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1014   by libibverbs.
1015
1016   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1017   queues.
1018
1019 - **Kernel modules**
1020
1021   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1022   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1023   space processes.
1024
1025   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1026   their devices:
1027
1028   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1029     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1030     network devices.
1031   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1032   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1033
1034 - **Firmware update**
1035
1036   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1037   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1038
1039   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1040   match the kernel modules and libraries they come with.
1041
1042 .. note::
1043
1044    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1045    licensed.
1046
1047 Installation
1048 ~~~~~~~~~~~~
1049
1050 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1051 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1052 releases.
1053
1054 RDMA Core with Linux Kernel
1055 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1056
1057 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1058 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1059   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1060 - When building for i686 use:
1061
1062   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1063   - Kernel version 4.14.41 or above.
1064
1065 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1066
1067     cd build
1068     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1069     ninja
1070
1071 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1072 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1073
1074
1075 Mellanox OFED/EN
1076 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1077
1078 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1079   Mellanox EN version: **4.5** and above
1080 - firmware version:
1081
1082   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1083   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1084   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1085   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1086   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1087   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1088   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1089
1090 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1091 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1092 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1093 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1094
1095 `Mellanox OFED
1096 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1097 `Mellanox EN
1098 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1099 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1100 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1101 required from that distribution.
1102
1103 .. note::
1104
1105    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1106    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1107    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1108
1109 Supported NICs
1110 --------------
1111
1112 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1113
1114   - ConnectX-4
1115   - ConnectX-4 Lx
1116   - ConnectX-5
1117   - ConnectX-5 Ex
1118   - ConnectX-6
1119   - ConnectX-6 Dx
1120   - BlueField
1121
1122 Below are detailed device names:
1123
1124 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1125 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1126 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1127 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1128 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1129 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1130 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1131 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1132 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1133 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1134 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1135 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1136 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1137 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1138 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1139 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1140 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1141 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1142 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1143 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1144 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1145 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1146 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1147 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1148 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1149
1150 Quick Start Guide on OFED/EN
1151 ----------------------------
1152
1153 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1154
1155
1156 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1157    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1158
1159         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1160
1161 3. Verify the firmware is the correct one::
1162
1163         ibv_devinfo
1164
1165 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1166
1167         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1168         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1169         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1170
1171    Link types may have to be configured to Ethernet::
1172
1173         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1174
1175         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1176
1177    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1178
1179         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1180         SRIOV_EN                            True(1)
1181
1182    If needed, configure SR-IOV::
1183
1184         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1185         mlxfwreset -d <mst device> reset
1186
1187 5. Restart the driver::
1188
1189         /etc/init.d/openibd restart
1190
1191    or::
1192
1193         service openibd restart
1194
1195    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1196
1197         mlxfwreset -d <mst device> reset
1198
1199    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1200    needed for the PF.
1201
1202    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1203
1204         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1205
1206 6. Install DPDK and you are ready to go.
1207    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1208
1209 Enable switchdev mode
1210 ---------------------
1211
1212 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1213 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1214 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1215 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1216 sent to a representor will be received by the VF.
1217 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1218 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1219 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1220 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1221 the DPDK application.
1222
1223 1. Enable SRIOV mode::
1224
1225         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1226
1227 2. Configure the max number of VFs::
1228
1229         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1230
1231 3. Reset the FW::
1232
1233         mlxfwreset -d <mst device> reset
1234
1235 3. Configure the actual number of VFs::
1236
1237         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1238
1239 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1240
1241         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1242
1243 5. Enbale switchdev mode::
1244
1245         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1246
1247 Performance tuning
1248 ------------------
1249
1250 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1251
1252         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1253
1254   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1255
1256         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1257
1258 2. In case of virtualization:
1259
1260    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1261    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1262    - Use 1G huge pages.
1263    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1264    - Make sure to set CPU pinning.
1265
1266 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1267    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1268    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1269
1270         lstopo-no-graphics
1271
1272    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1273
1274 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1275    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1276    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1277    This in order to forward packets from one to the other without
1278    NUMA performance penalty.
1279
1280 5. Disable pause frames::
1281
1282         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1283
1284 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1285    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1286    information about the settings.
1287
1288 .. note::
1289
1290         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1291         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1292         done in the following way:
1293
1294         To query the read request size use::
1295
1296                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1297
1298         If the output is different than 3XXX, set it by::
1299
1300                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1301
1302         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1303         according to the setpci output.
1304
1305 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1306
1307    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1308    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1309    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1310
1311 .. _mlx5_offloads_support:
1312
1313 Supported hardware offloads
1314 ---------------------------
1315
1316 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1317
1318    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1319    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1320    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1321    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1322    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1323    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1324    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1325    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1326    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1327
1328 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1329
1330    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1331    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1332    +=======================+=================+=================+
1333    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1334    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1335    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1336    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1337    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1338    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1339    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1340    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1341    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1342    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1343    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1344    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1345    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1346    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1347    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1348    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1349    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1350    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1351    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1352    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1353    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1354    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1355    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1356    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1357    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1358    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1359    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1360    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1361    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1362    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1363    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1364    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1365    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1366    | | set_ttl /           | |               | |               |
1367    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1368    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1369    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1370    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1371    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1372    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1373    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1374    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1375    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1376    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1377    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1378    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1379    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1380    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1381    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1382    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1383    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1384    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1385    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1386    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1387    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1388    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1389    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1390    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1391    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1392    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1393    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1394    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1395    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1396    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1397    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1398    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1399    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1400    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1401    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1402    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1403    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1404    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1405    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1406    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1407    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1408    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1409    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1410    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1411    | Sampling              | |  DPDK 20.11   | | DPDK 20.11    |
1412    |                       | |  OFED 5.2     | | OFED 5.2      |
1413    |                       | |  rdma-core 32 | | rdma-core 32  |
1414    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1415    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1416
1417 Notes for metadata
1418 ------------------
1419
1420 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1421 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1422 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1423 treated by applications and PMD as valid ones.
1424
1425 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1426 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1427 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1428 should be rejected on validation stage.
1429
1430 Notes for rte_flow
1431 ------------------
1432
1433 Flows are not cached in the driver.
1434 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1435 application will be flushed automatically in the background.
1436 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1437 not represented in the system.
1438 All references to these flows held by the application should be discarded
1439 directly but neither destroyed nor flushed.
1440
1441 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1442
1443 Notes for testpmd
1444 -----------------
1445
1446 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1447 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1448
1449 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1450 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1451 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1452 behavior as librte_pmd_mlx4::
1453
1454    > port stop all
1455    > port config all rss all
1456    > port start all
1457
1458 Usage example
1459 -------------
1460
1461 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1462 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1463
1464 #. Load the kernel modules::
1465
1466       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1467
1468    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1469    can be run::
1470
1471       /etc/init.d/openibd restart
1472
1473    .. note::
1474
1475       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1476       not have to be loaded.
1477
1478 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1479    verbs. Related sysfs entries should be present::
1480
1481       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1482
1483    Example output::
1484
1485       eth30
1486       eth31
1487       eth32
1488       eth33
1489
1490 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1491
1492       {
1493           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1494           do
1495               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1496           done;
1497       } |
1498       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1499
1500    Example output::
1501
1502       -w 0000:05:00.1
1503       -w 0000:06:00.0
1504       -w 0000:06:00.1
1505       -w 0000:05:00.0
1506
1507 #. Request huge pages::
1508
1509       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1510
1511 #. Start testpmd with basic parameters::
1512
1513       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
1514
1515    Example output::
1516
1517       [...]
1518       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1519       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1520       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1521       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1522       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1523       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1524       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1525       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1526       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1527       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1528       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1529       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1530       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1531       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1532       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1533       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1534       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1535       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1536       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1537       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1538       Interactive-mode selected
1539       Configuring Port 0 (socket 0)
1540       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1541       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1542       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1543       Configuring Port 1 (socket 0)
1544       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1545       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1546       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1547       Configuring Port 2 (socket 0)
1548       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1549       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1550       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1551       Configuring Port 3 (socket 0)
1552       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1553       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1554       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1555       Checking link statuses...
1556       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1557       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1558       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1559       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1560       Done
1561       testpmd>
1562
1563 How to dump flows
1564 -----------------
1565
1566 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1567 all flows with assistance of external tools.
1568
1569 #. 2 ways to get flow raw file:
1570
1571    - Using testpmd CLI:
1572
1573    .. code-block:: console
1574
1575        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1576
1577    - call rte_flow_dev_dump api:
1578
1579    .. code-block:: console
1580
1581        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1582
1583 #. Dump human-readable flows from raw file:
1584
1585    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1586
1587    .. code-block:: console
1588
1589        mlx_steering_dump.py -f <output_file>