net/bnxt: cleanup VF representor device operations
[dpdk.git] / doc / guides / nics / pcap_ring.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright(c) 2010-2015 Intel Corporation.
3
4 Libpcap and Ring Based Poll Mode Drivers
5 ========================================
6
7 In addition to Poll Mode Drivers (PMDs) for physical and virtual hardware,
8 the DPDK also includes pure-software PMDs, two of these drivers are:
9
10 *   A libpcap -based PMD (librte_pmd_pcap) that reads and writes packets using libpcap,
11     - both from files on disk, as well as from physical NIC devices using standard Linux kernel drivers.
12
13 *   A ring-based PMD (librte_pmd_ring) that allows a set of software FIFOs (that is, rte_ring)
14     to be accessed using the PMD APIs, as though they were physical NICs.
15
16 .. note::
17
18     The libpcap -based PMD is disabled by default in the build configuration files,
19     owing to an external dependency on the libpcap development files which must be installed on the board.
20     Once the libpcap development files are installed,
21     the library can be enabled by setting CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_PCAP=y and recompiling the DPDK.
22
23 Using the Drivers from the EAL Command Line
24 -------------------------------------------
25
26 For ease of use, the DPDK EAL also has been extended to allow pseudo-Ethernet devices,
27 using one or more of these drivers,
28 to be created at application startup time during EAL initialization.
29
30 To do so, the --vdev= parameter must be passed to the EAL.
31 This takes take options to allow ring and pcap-based Ethernet to be allocated and used transparently by the application.
32 This can be used, for example, for testing on a virtual machine where there are no Ethernet ports.
33
34 Libpcap-based PMD
35 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
36
37 Pcap-based devices can be created using the virtual device --vdev option.
38 The device name must start with the net_pcap prefix followed by numbers or letters.
39 The name is unique for each device. Each device can have multiple stream options and multiple devices can be used.
40 Multiple device definitions can be arranged using multiple --vdev.
41 Device name and stream options must be separated by commas as shown below:
42
43 .. code-block:: console
44
45    $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
46        --vdev 'net_pcap0,stream_opt0=..,stream_opt1=..' \
47        --vdev='net_pcap1,stream_opt0=..'
48
49 Device Streams
50 ^^^^^^^^^^^^^^
51
52 Multiple ways of stream definitions can be assessed and combined as long as the following two rules are respected:
53
54 *   A device is provided with two different streams - reception and transmission.
55
56 *   A device is provided with one network interface name used for reading and writing packets.
57
58 The different stream types are:
59
60 *   rx_pcap: Defines a reception stream based on a pcap file.
61     The driver reads each packet within the given pcap file as if it was receiving it from the wire.
62     The value is a path to a valid pcap file.
63
64         rx_pcap=/path/to/file.pcap
65
66 *   tx_pcap: Defines a transmission stream based on a pcap file.
67     The driver writes each received packet to the given pcap file.
68     The value is a path to a pcap file.
69     The file is overwritten if it already exists and it is created if it does not.
70
71         tx_pcap=/path/to/file.pcap
72
73 *   rx_iface: Defines a reception stream based on a network interface name.
74     The driver reads packets from the given interface using the Linux kernel driver for that interface.
75     The driver captures both the incoming and outgoing packets on that interface.
76     The value is an interface name.
77
78         rx_iface=eth0
79
80 *   rx_iface_in: Defines a reception stream based on a network interface name.
81     The driver reads packets from the given interface using the Linux kernel driver for that interface.
82     The driver captures only the incoming packets on that interface.
83     The value is an interface name.
84
85         rx_iface_in=eth0
86
87 *   tx_iface: Defines a transmission stream based on a network interface name.
88     The driver sends packets to the given interface using the Linux kernel driver for that interface.
89     The value is an interface name.
90
91         tx_iface=eth0
92
93 *   iface: Defines a device mapping a network interface.
94     The driver both reads and writes packets from and to the given interface.
95     The value is an interface name.
96
97         iface=eth0
98
99 Runtime Config Options
100 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
101
102 - Use PCAP interface physical MAC
103
104  In case ``iface=`` configuration is set, user may want to use the selected interface's physical MAC
105  address. This can be done with a ``devarg`` ``phy_mac``, for example::
106
107    --vdev 'net_pcap0,iface=eth0,phy_mac=1'
108
109 - Use the RX PCAP file to infinitely receive packets
110
111  In case ``rx_pcap=`` configuration is set, user may want to use the selected PCAP file for rudimental
112  performance testing. This can be done with a ``devarg`` ``infinite_rx``, for example::
113
114    --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,infinite_rx=1'
115
116  When this mode is used, it is recommended to drop all packets on transmit by not providing a tx_pcap or tx_iface.
117
118  This option is device wide, so all queues on a device will either have this enabled or disabled.
119  This option should only be provided once per device.
120
121 - Drop all packets on transmit
122
123  The user may want to drop all packets on tx for a device. This can be done by not providing a tx_pcap or tx_iface, for example::
124
125    --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap'
126
127  In this case, one tx drop queue is created for each rxq on that device.
128
129  - Receive no packets on Rx
130
131  The user may want to run without receiving any packets on Rx. This can be done by not providing a rx_pcap or rx_iface, for example::
132
133    --vdev 'net_pcap0,tx_pcap=file_tx.pcap'
134
135 In this case, one dummy rx queue is created for each tx queue argument passed
136
137 Examples of Usage
138 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
139
140 Read packets from one pcap file and write them to another:
141
142 .. code-block:: console
143
144     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
145         --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,tx_pcap=file_tx.pcap' \
146         -- --port-topology=chained
147
148 Read packets from a network interface and write them to a pcap file:
149
150 .. code-block:: console
151
152     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
153         --vdev 'net_pcap0,rx_iface=eth0,tx_pcap=file_tx.pcap' \
154         -- --port-topology=chained
155
156 Read packets from a pcap file and write them to a network interface:
157
158 .. code-block:: console
159
160     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
161         --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,tx_iface=eth1' \
162         -- --port-topology=chained
163
164 Forward packets through two network interfaces:
165
166 .. code-block:: console
167
168     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
169         --vdev 'net_pcap0,iface=eth0' --vdev='net_pcap1;iface=eth1'
170
171 Enable 2 tx queues on a network interface:
172
173 .. code-block:: console
174
175     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
176         --vdev 'net_pcap0,rx_iface=eth1,tx_iface=eth1,tx_iface=eth1' \
177         -- --txq 2
178
179 Read only incoming packets from a network interface and write them back to the same network interface:
180
181 .. code-block:: console
182
183     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
184         --vdev 'net_pcap0,rx_iface_in=eth1,tx_iface=eth1'
185
186 Using libpcap-based PMD with the testpmd Application
187 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
188
189 One of the first things that testpmd does before starting to forward packets is to flush the RX streams
190 by reading the first 512 packets on every RX stream and discarding them.
191 When using a libpcap-based PMD this behavior can be turned off using the following command line option:
192
193 .. code-block:: console
194
195     --no-flush-rx
196
197 It is also available in the runtime command line:
198
199 .. code-block:: console
200
201     set flush_rx on/off
202
203 It is useful for the case where the rx_pcap is being used and no packets are meant to be discarded.
204 Otherwise, the first 512 packets from the input pcap file will be discarded by the RX flushing operation.
205
206 .. code-block:: console
207
208     $RTE_TARGET/app/testpmd -l 0-3 -n 4 \
209         --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,tx_pcap=file_tx.pcap' \
210         -- --port-topology=chained --no-flush-rx
211
212 .. note::
213
214    The network interface provided to the PMD should be up. The PMD will return
215    an error if interface is down, and the PMD itself won't change the status
216    of the external network interface.
217
218
219 Rings-based PMD
220 ~~~~~~~~~~~~~~~
221
222 To run a DPDK application on a machine without any Ethernet devices, a pair of ring-based rte_ethdevs can be used as below.
223 The device names passed to the --vdev option must start with net_ring and take no additional parameters.
224 Multiple devices may be specified, separated by commas.
225
226 .. code-block:: console
227
228     ./testpmd -l 1-3 -n 4 --vdev=net_ring0 --vdev=net_ring1 -- -i
229     EAL: Detected lcore 1 as core 1 on socket 0
230     ...
231
232     Interactive-mode selected
233     Configuring Port 0 (socket 0)
234     Configuring Port 1 (socket 0)
235     Checking link statuses...
236     Port 0 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
237     Port 1 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
238     Done
239
240     testpmd> start tx_first
241     io packet forwarding - CRC stripping disabled - packets/burst=16
242     nb forwarding cores=1 - nb forwarding ports=2
243     RX queues=1 - RX desc=128 - RX free threshold=0
244     RX threshold registers: pthresh=8 hthresh=8 wthresh=4
245     TX queues=1 - TX desc=512 - TX free threshold=0
246     TX threshold registers: pthresh=36 hthresh=0 wthresh=0
247     TX RS bit threshold=0 - TXQ flags=0x0
248
249     testpmd> stop
250     Telling cores to stop...
251     Waiting for lcores to finish...
252
253 .. image:: img/forward_stats.*
254
255 .. code-block:: console
256
257     +++++++++++++++ Accumulated forward statistics for allports++++++++++
258     RX-packets: 462384736  RX-dropped: 0 RX-total: 462384736
259     TX-packets: 462384768  TX-dropped: 0 TX-total: 462384768
260     +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
261
262     Done.
263
264
265 Using the Poll Mode Driver from an Application
266 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
267
268 Both drivers can provide similar APIs to allow the user to create a PMD, that is,
269 rte_ethdev structure, instances at run-time in the end-application,
270 for example, using rte_eth_from_rings() or rte_eth_from_pcaps() APIs.
271 For the rings-based PMD, this functionality could be used, for example,
272 to allow data exchange between cores using rings to be done in exactly the
273 same way as sending or receiving packets from an Ethernet device.
274 For the libpcap-based PMD, it allows an application to open one or more pcap files
275 and use these as a source of packet input to the application.
276
277 Usage Examples
278 ^^^^^^^^^^^^^^
279
280 To create two pseudo-Ethernet ports where all traffic sent to a port is looped back
281 for reception on the same port (error handling omitted for clarity):
282
283 .. code-block:: c
284
285     #define RING_SIZE 256
286     #define NUM_RINGS 2
287     #define SOCKET0 0
288
289     struct rte_ring *ring[NUM_RINGS];
290     int port0, port1;
291
292     ring[0] = rte_ring_create("R0", RING_SIZE, SOCKET0, RING_F_SP_ENQ|RING_F_SC_DEQ);
293     ring[1] = rte_ring_create("R1", RING_SIZE, SOCKET0, RING_F_SP_ENQ|RING_F_SC_DEQ);
294
295     /* create two ethdev's */
296
297     port0 = rte_eth_from_rings("net_ring0", ring, NUM_RINGS, ring, NUM_RINGS, SOCKET0);
298     port1 = rte_eth_from_rings("net_ring1", ring, NUM_RINGS, ring, NUM_RINGS, SOCKET0);
299
300
301 To create two pseudo-Ethernet ports where the traffic is switched between them,
302 that is, traffic sent to port 0 is read back from port 1 and vice-versa,
303 the final two lines could be changed as below:
304
305 .. code-block:: c
306
307     port0 = rte_eth_from_rings("net_ring0", &ring[0], 1, &ring[1], 1, SOCKET0);
308     port1 = rte_eth_from_rings("net_ring1", &ring[1], 1, &ring[0], 1, SOCKET0);
309
310 This type of configuration could be useful in a pipeline model, for example,
311 where one may want to have inter-core communication using pseudo Ethernet devices rather than raw rings,
312 for reasons of API consistency.
313
314 Enqueuing and dequeuing items from an rte_ring using the rings-based PMD may be slower than using the native rings API.
315 This is because DPDK Ethernet drivers make use of function pointers to call the appropriate enqueue or dequeue functions,
316 while the rte_ring specific functions are direct function calls in the code and are often inlined by the compiler.
317
318    Once an ethdev has been created, for either a ring or a pcap-based PMD,
319    it should be configured and started in the same way as a regular Ethernet device, that is,
320    by calling rte_eth_dev_configure() to set the number of receive and transmit queues,
321    then calling rte_eth_rx_queue_setup() / tx_queue_setup() for each of those queues and
322    finally calling rte_eth_dev_start() to allow transmission and reception of packets to begin.