doc: update hairpin support in mlx5 guide
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright 2015 6WIND S.A.
3     Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 MLX5 poll mode driver
8 =====================
9
10 The MLX5 poll mode driver library (**librte_net_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23
24 Design
25 ------
26
27 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
28 kernel support), librte_net_mlx5 relies heavily on system calls for control
29 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
30
31 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
32 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
33 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
34 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
35 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
36
37 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
38 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
39 long as they share the same MAC address.
40 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
41 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
42 application.
43
44 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
45 or directly the hardware components.
46 There are different levels of objects and bypassing abilities
47 to get the best performances:
48
49 - Verbs is a complete high-level generic API
50 - Direct Verbs is a device-specific API
51 - DevX allows to access firmware objects
52 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
53
54 Enabling librte_net_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
55 libibverbs.
56
57 Features
58 --------
59
60 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
61 - Multiple TX and RX queues.
62 - Support for scattered TX frames.
63 - Advanced support for scattered Rx frames with tunable buffer attributes.
64 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
65 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
66   and source only, destination only or both.
67 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
68 - Default RSS operation with no hash key specification.
69 - Configurable RETA table.
70 - Link flow control (pause frame).
71 - Support for multiple MAC addresses.
72 - VLAN filtering.
73 - RX VLAN stripping.
74 - TX VLAN insertion.
75 - RX CRC stripping configuration.
76 - Promiscuous mode on PF and VF.
77 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
78 - Hardware checksum offloads.
79 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
80   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
81 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
82 - Multiple process.
83 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
84 - RSS hash result is supported.
85 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
86 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
87 - RX interrupts.
88 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
89 - Rx HW timestamp.
90 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
91 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
92 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
93   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
94 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
95 - Support for multiple rte_flow groups.
96 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
97 - Hardware LRO.
98 - Hairpin.
99
100 Limitations
101 -----------
102
103 - For secondary process:
104
105   - Forked secondary process not supported.
106   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
107     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
108     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
109     process. If the external memory is registered by primary process but has
110     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
111
112 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
113   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
114
115   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
116   Meaning, the flow rule::
117
118         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
119
120   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
121
122         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
123
124   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
125
126 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
127   will match untagged packets only.
128   The flow rule::
129
130         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
131
132   Will match untagged packets only.
133   The flow rule::
134
135         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
136
137   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
138   The flow rule::
139
140         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
141
142   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
143
144 - VLAN pop offload command:
145
146   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
147     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
148   - The command is not supported on egress traffic.
149
150 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
151
152 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
153
154 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
155   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
156   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
157   inline settings) to 58.
158
159 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
160   to 0 are not supported.
161
162 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
163
164 - Match on Geneve header supports the following fields only:
165
166      - VNI
167      - OAM
168      - protocol type
169      - options length
170        Currently, the only supported options length value is 0.
171
172 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
173   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
174
175 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
176
177      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
178      - msg_type
179      - teid
180
181 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
182   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
183
184 .. note::
185
186    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
187    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
188    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
189    remain present and should be removed manually by other means.
190
191 - Buffer split offload is supported with regular Rx burst routine only,
192   no MPRQ feature or vectorized code can be engaged.
193
194 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
195   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
196   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
197   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
198   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
199   holds the external buffers may be corrupted.
200
201 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
202   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
203   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
204
205 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
206   and allmulticast mode are both set to off.
207   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
208   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
209
210 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
211   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
212
213   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
214   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
215
216   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
217   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
218   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
219   which is intended to be used by the application.
220
221   To query the supported specific flags in runtime,
222   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
223   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
224   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
225
226     - application starts
227     - probe the devices, ports are created
228     - query the port capabilities
229     - if port supporting the feature is found
230     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
231     - application starts the ports
232     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
233       enables the feature support in datapath
234     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
235       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
236
237 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
238   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
239   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
240   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
241   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
242
243 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
244   parameter should be specified.
245   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TX_TIMESTAMP_NAME set on the packet
246   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
247   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
248   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
249   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
250   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
251   reported via device xstats to assist applications to detect the
252   time-related problems.
253
254   The timestamp upper "too-distant-future" limit
255   at the moment of invoking the Tx burst routine
256   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
257   Please note, for the testpmd txonly mode,
258   the limit is deduced from the expression::
259
260         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
261
262   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
263   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
264   application responsibility to generate packets and its timestamps
265   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
266   in the burst providing the entire burst scheduling.
267
268 - E-Switch decapsulation Flow:
269
270   - can be applied to PF port only.
271   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
272   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
273
274 - E-Switch  encapsulation Flow:
275
276   - can be applied to VF ports only.
277   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
278
279 - Raw encapsulation:
280
281   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
282
283 - Raw decapsulation:
284
285   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
286   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
287   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
288
289 - ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
290   mutually exclusive features which cannot be supported together
291   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
292
293 - LRO:
294
295   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
296   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
297   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
298     TCP header (122B).
299   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
300     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
301   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
302         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
303
304     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
305   - LRO packet aggregation is performed by HW only for packet size larger than
306     ``lro_min_mss_size``. This value is reported on device start, when debug
307     mode is enabled.
308
309 - CRC:
310
311   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
312     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
313     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
314
315 - Sample flow:
316
317   - Supports ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` action only within NIC Rx and E-Switch steering domain.
318   - The E-Switch Sample flow must have the eswitch_manager VPORT destination (PF or ECPF) and no additional actions.
319   - 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.
320
321 - IPv6 header item 'proto' field, indicating the next header protocol, should
322   not be set as extension header.
323   In case the next header is an extension header, it should not be specified in
324   IPv6 header item 'proto' field.
325   The last extension header item 'next header' field can specify the following
326   header protocol type.
327
328 - Hairpin:
329
330   - Hairpin between two ports could only manual binding and explicit Tx flow mode. For single port hairpin, all the combinations of auto/manual binding and explicit/implicit Tx flow mode could be supported.
331   - Hairpin in switchdev SR-IOV mode is not supported till now.
332
333 Statistics
334 ----------
335
336 MLX5 supports various methods to report statistics:
337
338 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.
339
340 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.
341
342 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.
343
344 Configuration
345 -------------
346
347 Compilation options
348 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
349
350 The ibverbs libraries can be linked with this PMD in a number of ways,
351 configured by the ``ibverbs_link`` build option:
352
353 - ``shared`` (default): the PMD depends on some .so files.
354
355 - ``dlopen``: Split the dependencies glue in a separate library
356   loaded when needed by dlopen.
357   It make dependencies on libibverbs and libmlx4 optional,
358   and has no performance impact.
359
360 - ``static``: Embed static flavor of the dependencies libibverbs and libmlx4
361   in the PMD shared library or the executable static binary.
362
363 Environment variables
364 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
365
366 - ``MLX5_GLUE_PATH``
367
368   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
369   separated by colons or semi-colons.
370
371 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
372
373   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
374
375   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
376   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
377   becomes full, but it depends on CPU design.
378
379   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
380   after updating the register so that the update can be immediately visible to
381   HW.
382
383   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
384   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
385   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
386   slightly decline.
387
388 Run-time configuration
389 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
390
391 - librte_net_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
392   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
393   reception.
394
395 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
396
397 Run as non-root
398 ^^^^^^^^^^^^^^^
399
400 In order to run as a non-root user,
401 some capabilities must be granted to the application::
402
403    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
404
405 Below are the reasons of the need for each capability:
406
407 ``cap_sys_admin``
408    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
409    for access to ``/proc/self/pagemap``.
410
411 ``cap_net_admin``
412    For device configuration.
413
414 ``cap_net_raw``
415    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
416
417 ``cap_ipc_lock``
418    For DMA memory pinning.
419
420 Driver options
421 ^^^^^^^^^^^^^^
422
423 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
424
425   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
426   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
427
428   Supported on:
429
430   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
431     and BlueField.
432   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
433     and BlueField.
434
435 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
436
437   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
438   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
439   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
440   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
441   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
442   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
443   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
444   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
445   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
446   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
447   parameter. Disabled by default.
448
449   Supported on:
450
451   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
452
453 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
454
455   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
456   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
457   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
458   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
459   default.
460
461   Supported on:
462
463   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
464     and BlueField.
465   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
466     and BlueField.
467
468 - ``mprq_en`` parameter [int]
469
470   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
471   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
472   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
473
474   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
475   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
476   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
477   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
478   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
479   small-packet traffic.
480
481   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
482   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
483   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
484   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
485   scatter and multi-segment packet.
486
487 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
488
489   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
490   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
491   range of device capability, the default value will be set with a warning
492   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
493   if ``mprq_en`` is set.
494
495   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
496
497 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
498
499   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
500   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
501   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
502   value is not in the range of device capability, the default value will be set
503   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
504   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
505   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
506   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
507   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
508   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
509   performance penalty.
510
511 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
512
513   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
514   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
515   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
516   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
517   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
518   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
519   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
520   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
521
522 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
523
524   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
525   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
526   ``mprq_en`` is set.
527
528 - ``txq_inline`` parameter [int]
529
530   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
531   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
532   partial compatibility.
533
534 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
535
536   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
537   to this value.
538
539   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
540   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
541
542   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
543   and 8 for other platforms
544
545   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
546   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
547   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
548   is not supposed to be bottleneck anymore.
549
550   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
551   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
552   heavy traffic on many queues.
553
554   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
555   option should be used with care, as it may lower performance when back
556   pressure is not expected.
557
558   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
559   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
560   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
561
562 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
563
564   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
565   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
566   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
567   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
568   applications using this parameter should take into consideration that
569   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
570
571   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
572   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
573   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
574   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
575   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
576   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
577
578   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
579   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
580   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
581   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
582   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
583   packet is inlined.
584
585   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
586   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
587
588   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
589   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
590   some configurations.
591
592   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
593   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
594   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
595   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
596
597 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
598
599   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
600   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
601   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
602   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
603   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
604   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
605
606   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
607   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
608   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
609   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
610   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
611
612   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
613   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
614   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
615   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
616   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
617   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
618   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
619   will be raised.
620
621 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
622
623   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
624   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
625   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
626   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
627   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
628   CPU cycles.
629
630   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
631   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
632   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
633   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
634   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
635
636   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
637   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
638   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
639   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
640   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
641   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
642   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
643   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
644   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
645   settings can not be satisfied then error will be raised.
646
647 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
648
649   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
650   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
651   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
652
653 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
654
655   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
656   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
657   issue.
658
659 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
660
661   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
662   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
663   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
664   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
665   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
666   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
667
668 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
669
670   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
671   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
672   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
673   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
674   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
675   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
676
677   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
678   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
679   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
680   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
681
682 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
683
684   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
685   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
686
687   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
688     variable is either missing or set to zero.
689   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
690
691   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
692   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
693
694   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
695   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
696   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
697   to send, but latency might be improved.
698
699   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
700   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
701   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
702   performance.
703
704   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
705   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
706   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
707   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
708   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
709   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
710   packets transmit) and should be used with care.
711
712   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
713   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
714   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
715
716 - ``tx_pp`` parameter [int]
717
718   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
719   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
720   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
721   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
722   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
723   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
724   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
725   feature is disabled.
726
727 - ``tx_skew`` parameter [int]
728
729   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
730   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
731   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
732   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
733   specified. The default value is zero.
734
735 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
736
737   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
738   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
739   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
740
741 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
742
743   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
744   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
745
746   Enabled by default.
747
748 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
749
750   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
751   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
752   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
753   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
754
755   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
756
757 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
758
759   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
760   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
761   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
762
763   Disabled by default.
764
765 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
766
767   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
768   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
769   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
770   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
771
772   There are some possible configurations, depending on parameter value:
773
774   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
775     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
776     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
777     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
778     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
779
780   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
781     related actions and items operate within all supported steering domains,
782     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
783     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
784     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
785     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
786     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
787     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
788     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
789     trials.
790
791   - 2, 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 ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
795     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
796     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
797     series of rte_flow_validate() trials.
798
799   - 3, this engages tunnel offload mode. In E-Switch configuration, that
800     mode implicitly activates ``dv_xmeta_en=1``.
801
802   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
803   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
804   +======+===========+===========+=============+=============+
805   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
806   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
807   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
808   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
809   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
810   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
811
812   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
813   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
814
815   Disabled by default (set to 0).
816
817   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
818   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
819   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
820
821 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
822
823   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
824   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
825
826   Enabled by default if supported.
827
828 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
829
830   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
831
832   Enabled by default if supported.
833
834 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
835
836   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
837   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
838   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
839   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
840   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
841
842   Disabled by default (set to 0).
843
844 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
845
846   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
847   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
848   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
849   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
850   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
851   entire memory is freed.
852
853   Enabled by default.
854
855 - ``representor`` parameter [list]
856
857   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
858   existing port (or VF) representors configured on the device.
859
860   It is a standard parameter whose format is described in
861   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
862
863   For instance, to probe port representors 0 through 2::
864
865     representor=[0-2]
866
867 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
868
869   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
870   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
871
872   set to 128 by default.
873
874 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
875
876   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
877   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
878   the input ``lro_timeout_usec`` value.
879   If this parameter is not specified, by default PMD will set
880   the smallest value supported by HW.
881
882 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
883
884   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
885   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
886   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
887   will get a failure if it is out of scope.
888   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
889   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
890   different firmware release is being used. By using a small value, it could
891   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
892   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
893   degradation will be introduced.
894   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
895   frames will be supported.
896
897 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
898
899   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
900   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
901   flow destroyed.
902   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
903   if the resource cache is needed or not.
904
905   There are three options to choose:
906
907   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
908     be cached, helpful with flow insertion rate.
909
910   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
911
912   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
913     reclaimed mode.
914
915   By default, the PMD will set this value to 0.
916
917 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
918
919   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
920   from system by default, without explicit rte memory flag.
921
922   By default, the PMD will set this value to 0.
923
924 - ``decap_en`` parameter [int]
925
926   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
927   tunnel-decapsulated packets.
928   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
929   decapsulation in the flow engine for such devices.
930
931   By default, the PMD will set this value to 1.
932
933 .. _mlx5_firmware_config:
934
935 Firmware configuration
936 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
937
938 Firmware features can be configured as key/value pairs.
939
940 The command to set a value is::
941
942   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
943
944 The command to query a value is::
945
946   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
947
948 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
949 or the mst device name found with::
950
951   mst status
952
953 Below are some firmware configurations listed.
954
955 - link type::
956
957     LINK_TYPE_P1
958     LINK_TYPE_P2
959     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
960
961 - enable SR-IOV::
962
963     SRIOV_EN=1
964
965 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
966
967     NUM_OF_VFS=<max>
968
969 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
970
971     UCTX_EN=1
972
973 - aggressive CQE zipping::
974
975     CQE_COMPRESSION=1
976
977 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
978
979     IP_OVER_VXLAN_EN=1
980     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
981
982 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
983
984     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
985     or
986     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
987
988 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
989
990     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
991
992 - enable MPLS flow matching::
993
994     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
995
996 - enable ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) fields matching::
997
998     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
999
1000 - enable Geneve flow matching::
1001
1002    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
1003    or
1004    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
1005
1006 - enable GTP flow matching::
1007
1008    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
1009
1010 - enable eCPRI flow matching::
1011
1012    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
1013    PROG_PARSE_GRAPH=1
1014
1015 Prerequisites
1016 -------------
1017
1018 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
1019 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
1020 DPDK and must be installed separately:
1021
1022 - **libibverbs**
1023
1024   User space Verbs framework used by librte_net_mlx5. This library provides
1025   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1026   such as libmlx5.
1027
1028   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1029   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1030   never leave user space.
1031
1032 - **libmlx5**
1033
1034   Low-level user space driver library for Mellanox
1035   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1036   by libibverbs.
1037
1038   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1039   queues.
1040
1041 - **Kernel modules**
1042
1043   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1044   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1045   space processes.
1046
1047   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1048   their devices:
1049
1050   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1051     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1052     network devices.
1053   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1054   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1055
1056 - **Firmware update**
1057
1058   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1059   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1060
1061   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1062   match the kernel modules and libraries they come with.
1063
1064 .. note::
1065
1066    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1067    licensed.
1068
1069 Installation
1070 ~~~~~~~~~~~~
1071
1072 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1073 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1074 releases.
1075
1076 RDMA Core with Linux Kernel
1077 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1078
1079 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1080 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1081   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1082 - When building for i686 use:
1083
1084   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1085   - Kernel version 4.14.41 or above.
1086
1087 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1088
1089     cd build
1090     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1091     ninja
1092
1093 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1094 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1095
1096
1097 Mellanox OFED/EN
1098 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1099
1100 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1101   Mellanox EN version: **4.5** and above
1102 - firmware version:
1103
1104   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1105   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1106   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1107   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1108   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1109   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1110   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1111
1112 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1113 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1114 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1115 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1116
1117 `Mellanox OFED
1118 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1119 `Mellanox EN
1120 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1121 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1122 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1123 required from that distribution.
1124
1125 .. note::
1126
1127    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1128    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1129    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1130
1131 Supported NICs
1132 --------------
1133
1134 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1135
1136   - ConnectX-4
1137   - ConnectX-4 Lx
1138   - ConnectX-5
1139   - ConnectX-5 Ex
1140   - ConnectX-6
1141   - ConnectX-6 Dx
1142   - BlueField
1143
1144 Below are detailed device names:
1145
1146 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1147 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1148 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1149 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1150 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1151 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1152 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1153 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1154 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1155 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1156 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1157 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1158 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1159 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1160 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1161 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1162 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1163 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1164 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1165 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1166 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1167 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1168 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1169 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1170 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1171
1172 Quick Start Guide on OFED/EN
1173 ----------------------------
1174
1175 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1176
1177
1178 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1179    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1180
1181         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1182
1183 3. Verify the firmware is the correct one::
1184
1185         ibv_devinfo
1186
1187 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1188
1189         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1190         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1191         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1192
1193    Link types may have to be configured to Ethernet::
1194
1195         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1196
1197         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1198
1199    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1200
1201         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1202         SRIOV_EN                            True(1)
1203
1204    If needed, configure SR-IOV::
1205
1206         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1207         mlxfwreset -d <mst device> reset
1208
1209 5. Restart the driver::
1210
1211         /etc/init.d/openibd restart
1212
1213    or::
1214
1215         service openibd restart
1216
1217    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1218
1219         mlxfwreset -d <mst device> reset
1220
1221    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1222    needed for the PF.
1223
1224    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1225
1226         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1227
1228 6. Install DPDK and you are ready to go.
1229    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1230
1231 Enable switchdev mode
1232 ---------------------
1233
1234 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1235 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1236 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1237 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1238 sent to a representor will be received by the VF.
1239 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1240 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1241 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1242 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1243 the DPDK application.
1244
1245 1. Enable SRIOV mode::
1246
1247         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1248
1249 2. Configure the max number of VFs::
1250
1251         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1252
1253 3. Reset the FW::
1254
1255         mlxfwreset -d <mst device> reset
1256
1257 3. Configure the actual number of VFs::
1258
1259         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1260
1261 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1262
1263         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1264
1265 5. Enbale switchdev mode::
1266
1267         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1268
1269 Performance tuning
1270 ------------------
1271
1272 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1273
1274         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1275
1276   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1277
1278         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1279
1280 2. In case of virtualization:
1281
1282    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1283    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1284    - Use 1G huge pages.
1285    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1286    - Make sure to set CPU pinning.
1287
1288 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1289    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1290    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1291
1292         lstopo-no-graphics
1293
1294    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1295
1296 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1297    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1298    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1299    This in order to forward packets from one to the other without
1300    NUMA performance penalty.
1301
1302 5. Disable pause frames::
1303
1304         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1305
1306 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1307    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1308    information about the settings.
1309
1310 .. note::
1311
1312         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1313         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1314         done in the following way:
1315
1316         To query the read request size use::
1317
1318                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1319
1320         If the output is different than 3XXX, set it by::
1321
1322                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1323
1324         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1325         according to the setpci output.
1326
1327 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1328
1329    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1330    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1331    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1332
1333 .. _mlx5_offloads_support:
1334
1335 Supported hardware offloads
1336 ---------------------------
1337
1338 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1339
1340    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1341    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1342    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1343    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1344    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1345    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1346    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1347    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1348    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1349
1350 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1351
1352    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1353    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1354    +=======================+=================+=================+
1355    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1356    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1357    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1358    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1359    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1360    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1361    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1362    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1363    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1364    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1365    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1366    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1367    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1368    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1369    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1370    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1371    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1372    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1373    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1374    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1375    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1376    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1377    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1378    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1379    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1380    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1381    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1382    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1383    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1384    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1385    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1386    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1387    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1388    | | set_ttl /           | |               | |               |
1389    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1390    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1391    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1392    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1393    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1394    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1395    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1396    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1397    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1398    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1399    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1400    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1401    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1402    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1403    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1404    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1405    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1406    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1407    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1408    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1409    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1410    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1411    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1412    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1413    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1414    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1415    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1416    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1417    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1418    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1419    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1420    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1421    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1422    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1423    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1424    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1425    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1426    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1427    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1428    | Metering              | |  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    | Sampling              | |  DPDK 20.11   | | DPDK 20.11    |
1434    |                       | |  OFED 5.2     | | OFED 5.2      |
1435    |                       | |  rdma-core 32 | | rdma-core 32  |
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_net_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1469 port, librte_net_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_net_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_net_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_net_mlx5
1542       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1543       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1544       PMD: librte_net_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_net_mlx5
1547       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1548       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1549       PMD: librte_net_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_net_mlx5
1552       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1553       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1554       PMD: librte_net_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_net_mlx5
1557       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1558       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1559       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1560       Interactive-mode selected
1561       Configuring Port 0 (socket 0)
1562       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1563       PMD: librte_net_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_net_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1567       PMD: librte_net_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_net_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1571       PMD: librte_net_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_net_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1575       PMD: librte_net_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>