doc: explicit flow config behaviour 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_pmd_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23 .. note::
24
25    Due to external dependencies, this driver is disabled in default configuration
26    of the "make" build. It can be enabled with ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD=y``
27    or by using "meson" build system which will detect dependencies.
28
29 Design
30 ------
31
32 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
33 kernel support), librte_pmd_mlx5 relies heavily on system calls for control
34 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
35
36 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
37 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
38 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
39 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
40 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
41
42 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
43 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
44 long as they share the same MAC address.
45 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
46 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
47 application.
48
49 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
50 or directly the hardware components.
51 There are different levels of objects and bypassing abilities
52 to get the best performances:
53
54 - Verbs is a complete high-level generic API
55 - Direct Verbs is a device-specific API
56 - DevX allows to access firmware objects
57 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
58
59 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
60 libibverbs.
61
62 Features
63 --------
64
65 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
66 - Multiple TX and RX queues.
67 - Support for scattered TX and RX frames.
68 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
69 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
70   and source only, destination only or both.
71 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
72 - Default RSS operation with no hash key specification.
73 - Configurable RETA table.
74 - Link flow control (pause frame).
75 - Support for multiple MAC addresses.
76 - VLAN filtering.
77 - RX VLAN stripping.
78 - TX VLAN insertion.
79 - RX CRC stripping configuration.
80 - Promiscuous mode on PF and VF.
81 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
82 - Hardware checksum offloads.
83 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
84   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
85 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
86 - Multiple process.
87 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
88 - RSS hash result is supported.
89 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
90 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
91 - RX interrupts.
92 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
93 - Rx HW timestamp.
94 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
95 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
96 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
97   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
98 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
99 - Support for multiple rte_flow groups.
100 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
101 - Hardware LRO.
102 - Hairpin.
103
104 Limitations
105 -----------
106
107 - For secondary process:
108
109   - Forked secondary process not supported.
110   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
111     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
112     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
113     process. If the external memory is registered by primary process but has
114     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
115
116 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
117   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
118
119   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
120   Meaning, the flow rule::
121
122         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
123
124   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
125
126         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
127
128   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
129
130 - VLAN pop offload command:
131
132   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
133     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
134   - The command is not supported on egress traffic.
135
136 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
137
138 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
139
140 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
141   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
142   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
143   inline settings) to 58.
144
145 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
146   to 0 are not supported.
147
148 - VXLAN TSO and checksum offloads are not supported on VM.
149
150 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
151
152 - Match on Geneve header supports the following fields only:
153
154      - VNI
155      - OAM
156      - protocol type
157      - options length
158        Currently, the only supported options length value is 0.
159
160 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
161   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
162
163 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
164
165      - msg_type
166      - teid
167
168 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
169   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
170
171 .. note::
172
173    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
174    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
175    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
176    remain present and should be removed manually by other means.
177
178 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
179   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
180   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
181   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
182   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
183   holds the external buffers may be corrupted.
184
185 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
186   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
187   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
188
189 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
190   and allmulticast mode are both set to off.
191   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
192   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
193
194 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
195   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
196
197   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
198   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
199
200   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
201   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
202   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
203   which is intended to be used by the application.
204
205   To query the supported specific flags in runtime,
206   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
207   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
208   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
209
210     - application starts
211     - probe the devices, ports are created
212     - query the port capabilities
213     - if port supporting the feature is found
214     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
215     - application starts the ports
216     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
217       enables the feature support in datapath
218     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
219       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
220
221 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
222   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
223   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
224   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
225   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
226
227 - E-Switch decapsulation Flow:
228
229   - can be applied to PF port only.
230   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
231   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
232
233 - E-Switch  encapsulation Flow:
234
235   - can be applied to VF ports only.
236   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
237
238 - Raw encapsulation:
239
240   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
241
242 - Raw decapsulation:
243
244   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
245   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
246   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
247
248 - ICMP/ICMP6 code/type matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
249   mutually exclusive features which cannot be supported together
250   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
251
252 - LRO:
253
254   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
255   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
256   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
257     TCP header (122B).
258   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
259     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
260
261 Statistics
262 ----------
263
264 MLX5 supports various methods to report statistics:
265
266 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.
267
268 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.
269
270 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.
271
272 Configuration
273 -------------
274
275 Compilation options
276 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
277
278 These options can be modified in the ``.config`` file.
279
280 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
281
282   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
283
284 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
285
286   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
287   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
288   on the target system.
289
290   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
291   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
292   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
293   missing with ``ldd(1)``.
294
295   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
296   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
297   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
298   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
299   default empty string (``""``).
300
301   This option has no performance impact.
302
303 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
304
305   Embed static flavor of the dependencies **libibverbs** and **libmlx5**
306   in the PMD shared library or the executable static binary.
307
308 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
309
310   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
311   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
312   lower performance.
313
314 .. note::
315
316    For BlueField, target should be set to ``arm64-bluefield-linux-gcc``. This
317    will enable ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` and set ``RTE_CACHE_LINE_SIZE`` to
318    64. Default armv8a configuration of make build and meson build set it to 128
319    then brings performance degradation.
320
321 This option is available in meson:
322
323 - ``ibverbs_link`` can be ``static``, ``shared``, or ``dlopen``.
324
325 Environment variables
326 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
327
328 - ``MLX5_GLUE_PATH``
329
330   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
331   separated by colons or semi-colons.
332
333   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
334   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
335   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
336
337 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
338
339   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
340
341   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
342   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
343   becomes full, but it depends on CPU design.
344
345   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
346   after updating the register so that the update can be immediately visible to
347   HW.
348
349   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
350   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
351   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
352   slightly decline.
353
354 Run-time configuration
355 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
356
357 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
358   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
359   reception.
360
361 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
362
363 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
364
365   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
366   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
367
368   Supported on:
369
370   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
371     and BlueField.
372   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
373     and BlueField.
374
375 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
376
377   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
378   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
379   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
380   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
381   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
382   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
383   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
384   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
385   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
386   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
387   parameter. Disabled by default.
388
389   Supported on:
390
391   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
392
393 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
394
395   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
396   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
397   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
398   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
399   default.
400
401   Supported on:
402
403   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
404     and BlueField.
405   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
406     and BlueField.
407
408 - ``mprq_en`` parameter [int]
409
410   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
411   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
412   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
413
414   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
415   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
416   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
417   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
418   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
419   small-packet traffic.
420
421   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
422   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
423   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
424   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
425   scatter and multi-segment packet.
426
427 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
428
429   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
430   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
431   range of device capability, the default value will be set with a warning
432   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
433   if ``mprq_en`` is set.
434
435   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
436
437 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
438
439   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
440   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
441   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
442   value is not in the range of device capability, the default value will be set
443   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
444   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
445   it is possible for a pcaket to span across multiple strides. This mode allows
446   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
447   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
448   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
449   performance penalty.
450
451 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
452
453   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
454   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
455   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
456   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
457   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
458   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
459   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
460   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
461
462 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
463
464   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
465   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
466   ``mprq_en`` is set.
467
468 - ``txq_inline`` parameter [int]
469
470   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
471   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
472   partial compatibility.
473
474 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
475
476   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
477   to this value.
478
479   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
480   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
481
482   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
483   and 8 for other platforms
484
485   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
486   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
487   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
488   is not supposed to be bottleneck anymore.
489
490   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
491   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
492   heavy traffic on many queues.
493
494   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
495   option should be used with care, as it may lower performance when back
496   pressure is not expected.
497
498   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
499   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
500   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
501
502 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
503
504   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
505   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
506   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
507   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
508   applications using this parameter should take into consideration that
509   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
510
511   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
512   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
513   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
514   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
515   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
516   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
517
518   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
519   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
520   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
521   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
522   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
523   packet is inlined.
524
525   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
526   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
527
528   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
529   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
530   some configurations.
531
532   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
533   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
534   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
535   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
536
537 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
538
539   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
540   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
541   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
542   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
543   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
544   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
545
546   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
547   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
548   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
549   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
550   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
551
552   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
553   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
554   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
555   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
556   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
557   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
558   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
559   will be raised.
560
561 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
562
563   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
564   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
565   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
566   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
567   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
568   CPU cycles.
569
570   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
571   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
572   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
573   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
574   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
575
576   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
577   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
578   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
579   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
580   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
581   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
582   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
583   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
584   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
585   settings can not be satisfied then error will be raised.
586
587 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
588
589   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
590   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
591   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
592
593 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
594
595   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
596   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
597   issue.
598
599 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
600
601   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
602   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
603   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
604   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
605   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
606   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
607
608 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
609
610   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
611   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
612   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
613   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
614   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
615   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
616
617   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
618   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
619   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
620   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
621
622 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
623
624   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
625   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
626
627   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
628     variable is either missing or set to zero.
629   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
630
631   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
632   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
633
634   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
635   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
636   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
637   to send, but latency might be improved.
638
639   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
640   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
641   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
642   performance.
643
644   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
645   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
646   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
647   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
648   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
649   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
650   packets transmit) and should be used with care.
651
652   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
653   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
654   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
655
656 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
657
658   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
659   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
660   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
661
662 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
663
664   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
665   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
666
667   Enabled by default.
668
669 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
670
671   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
672   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
673   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
674   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
675
676   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
677
678 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
679
680   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
681   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
682   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
683
684   Disabled by default.
685
686 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
687
688   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
689   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
690   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
691   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
692
693   There are some possible configurations, depending on parameter value:
694
695   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
696     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
697     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
698     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
699     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
700
701   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
702     related actions and items operate within all supported steering domains,
703     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
704     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
705     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
706     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
707     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
708     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
709     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
710     trials.
711
712   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
713     related actions and items operate within all supported steering domains,
714     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
715     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
716     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
717     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
718     series of rte_flow_validate() trials.
719
720   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
721   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
722   +======+===========+===========+=============+=============+
723   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
724   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
725   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
726   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
727   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
728   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
729
730   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
731   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
732
733   Disabled by default (set to 0).
734
735   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
736   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
737   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
738
739 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
740
741   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
742   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
743
744   Enabled by default if supported.
745
746 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
747
748   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
749
750   Enabled by default if supported.
751
752 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
753
754   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
755   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
756   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
757   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
758   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
759   entire memory is freed.
760
761   Enabled by default.
762
763 - ``representor`` parameter [list]
764
765   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
766   existing port (or VF) representors configured on the device.
767
768   It is a standard parameter whose format is described in
769   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
770
771   For instance, to probe port representors 0 through 2::
772
773     representor=[0-2]
774
775 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
776
777   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
778   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
779
780   set to 128 by default.
781
782 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
783
784   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
785   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
786   the input ``lro_timeout_usec`` value.
787   If this parameter is not specified, by default PMD will set
788   the smallest value supported by HW.
789
790 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
791
792   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
793   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
794   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
795   will get a failure if it is out of scope.
796   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
797   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
798   different firmware release is being used. By using a small value, it could
799   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
800   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
801   degradation will be introduced.
802   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
803   frames will be supported.
804
805 .. _mlx5_firmware_config:
806
807 Firmware configuration
808 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
809
810 Firmware features can be configured as key/value pairs.
811
812 The command to set a value is::
813
814   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
815
816 The command to query a value is::
817
818   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
819
820 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
821 or the mst device name found with::
822
823   mst status
824
825 Below are some firmware configurations listed.
826
827 - link type::
828
829     LINK_TYPE_P1
830     LINK_TYPE_P2
831     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
832
833 - enable SR-IOV::
834
835     SRIOV_EN=1
836
837 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
838
839     NUM_OF_VFS=<max>
840
841 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
842
843     UCTX_EN=1
844
845 - aggressive CQE zipping::
846
847     CQE_COMPRESSION=1
848
849 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
850
851     IP_OVER_VXLAN_EN=1
852     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
853
854 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
855
856     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
857     or
858     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
859
860 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
861
862     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
863
864 - enable MPLS flow matching::
865
866     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
867
868 - enable ICMP/ICMP6 code/type fields matching::
869
870     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
871
872 - enable Geneve flow matching::
873
874    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
875    or
876    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
877
878 - enable GTP flow matching::
879
880    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
881
882 Prerequisites
883 -------------
884
885 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
886 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
887 DPDK and must be installed separately:
888
889 - **libibverbs**
890
891   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
892   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
893   such as libmlx5.
894
895   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
896   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
897   never leave user space.
898
899 - **libmlx5**
900
901   Low-level user space driver library for Mellanox
902   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
903   by libibverbs.
904
905   This library basically implements send/receive calls to the hardware
906   queues.
907
908 - **Kernel modules**
909
910   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
911   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
912   space processes.
913
914   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
915   their devices:
916
917   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
918     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
919     network devices.
920   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
921   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
922
923 - **Firmware update**
924
925   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
926   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
927
928   Because each release provides new features, these updates must be applied to
929   match the kernel modules and libraries they come with.
930
931 .. note::
932
933    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
934    licensed.
935
936 Installation
937 ~~~~~~~~~~~~
938
939 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
940 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
941 releases.
942
943 RDMA Core with Linux Kernel
944 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
945
946 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
947 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
948   (see `RDMA Core installation documentation`_)
949 - When building for i686 use:
950
951   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
952   - Kernel version 4.14.41 or above.
953
954 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
955
956     cd build
957     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
958     ninja
959
960 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
961 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
962
963 If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
964 thanks to these environment variables:
965
966    - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
967    - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
968    - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
969
970 Mellanox OFED/EN
971 ^^^^^^^^^^^^^^^^
972
973 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
974   Mellanox EN version: **4.5** and above
975 - firmware version:
976
977   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
978   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
979   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
980   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
981   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
982   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
983   - BlueField: **18.25.1010** and above.
984
985 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
986 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
987 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
988 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
989
990 `Mellanox OFED
991 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
992 `Mellanox EN
993 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
994 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
995 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
996 required from that distribution.
997
998 .. note::
999
1000    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1001    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1002    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1003
1004 Supported NICs
1005 --------------
1006
1007 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1008
1009   - ConnectX-4
1010   - ConnectX-4 Lx
1011   - ConnectX-5
1012   - ConnectX-5 Ex
1013   - ConnectX-6
1014   - ConnectX-6 Dx
1015   - BlueField
1016
1017 Below are detailed device names:
1018
1019 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1020 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1021 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1022 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1023 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1024 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1025 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1026 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1027 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1028 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1029 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1030 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1031 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1032 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1033 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1034 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1035 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1036 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1037 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1038 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1039 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1040 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1041 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1042 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1043 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1044
1045 Quick Start Guide on OFED/EN
1046 ----------------------------
1047
1048 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1049
1050
1051 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1052    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1053
1054         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1055
1056 3. Verify the firmware is the correct one::
1057
1058         ibv_devinfo
1059
1060 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1061
1062         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1063         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1064         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1065
1066    Link types may have to be configured to Ethernet::
1067
1068         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1069
1070         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1071
1072    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1073
1074         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1075         SRIOV_EN                            True(1)
1076
1077    If needed, configure SR-IOV::
1078
1079         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1080         mlxfwreset -d <mst device> reset
1081
1082 5. Restart the driver::
1083
1084         /etc/init.d/openibd restart
1085
1086    or::
1087
1088         service openibd restart
1089
1090    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1091
1092         mlxfwreset -d <mst device> reset
1093
1094    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1095    needed for the PF.
1096
1097    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1098
1099         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1100
1101 6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
1102    :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
1103
1104 Enable switchdev mode
1105 ---------------------
1106
1107 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1108 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1109 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1110 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1111 sent to a representor will be received by the VF.
1112 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1113 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1114 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1115 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1116 the DPDK application.
1117
1118 1. Enable SRIOV mode::
1119
1120         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1121
1122 2. Configure the max number of VFs::
1123
1124         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1125
1126 3. Reset the FW::
1127
1128         mlxfwreset -d <mst device> reset
1129
1130 3. Configure the actual number of VFs::
1131
1132         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1133
1134 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1135
1136         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1137
1138 5. Enbale switchdev mode::
1139
1140         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1141
1142 Performance tuning
1143 ------------------
1144
1145 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1146
1147         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1148
1149   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1150
1151         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1152
1153 2. In case of virtualization:
1154
1155    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1156    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1157    - Use 1G huge pages.
1158    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1159    - Make sure to set CPU pinning.
1160
1161 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1162    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1163    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1164
1165         lstopo-no-graphics
1166
1167    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1168
1169 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1170    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1171    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1172    This in order to forward packets from one to the other without
1173    NUMA performance penalty.
1174
1175 5. Disable pause frames::
1176
1177         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1178
1179 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1180    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1181    information about the settings.
1182
1183 .. note::
1184
1185         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1186         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1187         done in the following way:
1188
1189         To query the read request size use::
1190
1191                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1192
1193         If the output is different than 3XXX, set it by::
1194
1195                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1196
1197         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1198         according to the setpci output.
1199
1200 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1201
1202    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1203    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1204    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1205
1206 .. _mlx5_offloads_support:
1207
1208 Supported hardware offloads
1209 ---------------------------
1210
1211 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1212
1213    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1214    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1215    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1216    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1217    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1218    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1219    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1220    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1221    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1222
1223 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1224
1225    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1226    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1227    +=======================+=================+=================+
1228    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1229    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1230    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1231    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1232    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1233    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1234    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1235    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1236    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1237    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1238    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1239    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1240    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1241    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1242    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1243    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1244    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1245    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1246    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1247    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1248    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1249    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1250    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1251    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1252    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1253    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1254    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1255    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1256    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1257    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1258    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1259    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1260    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1261    | | set_ttl /           | |               | |               |
1262    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1263    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1264    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1265    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1266    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1267    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1268    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1269    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1270    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1271    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1272    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1273    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1274    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1275    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1276    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1277    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1278    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1279    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1280    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1281    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1282    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1283    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1284    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1285    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1286    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1287    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1288    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1289    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1290    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1291    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1292    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1293    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1294    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1295    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1296    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1297    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1298    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1299    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1300    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1301    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1302    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1303    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1304    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1305    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1306
1307 Notes for metadata
1308 ------------------
1309
1310 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1311 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1312 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1313 treated by applications and PMD as valid ones.
1314
1315 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1316 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1317 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1318 should be rejected on validation stage.
1319
1320 Notes for rte_flow
1321 ------------------
1322
1323 Flows are not cached in the driver.
1324 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1325 application will be flushed automatically in the background.
1326 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1327 not represented in the system.
1328 All references to these flows held by the application should be discarded
1329 directly but neither destroyed nor flushed.
1330
1331 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1332
1333 Notes for testpmd
1334 -----------------
1335
1336 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1337 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1338
1339 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1340 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1341 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1342 behavior as librte_pmd_mlx4::
1343
1344    > port stop all
1345    > port config all rss all
1346    > port start all
1347
1348 Usage example
1349 -------------
1350
1351 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1352 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1353
1354 #. Load the kernel modules::
1355
1356       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1357
1358    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1359    can be run::
1360
1361       /etc/init.d/openibd restart
1362
1363    .. note::
1364
1365       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1366       not have to be loaded.
1367
1368 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1369    verbs. Related sysfs entries should be present::
1370
1371       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1372
1373    Example output::
1374
1375       eth30
1376       eth31
1377       eth32
1378       eth33
1379
1380 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1381
1382       {
1383           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1384           do
1385               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1386           done;
1387       } |
1388       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1389
1390    Example output::
1391
1392       -w 0000:05:00.1
1393       -w 0000:06:00.0
1394       -w 0000:06:00.1
1395       -w 0000:05:00.0
1396
1397 #. Request huge pages::
1398
1399       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1400
1401 #. Start testpmd with basic parameters::
1402
1403       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
1404
1405    Example output::
1406
1407       [...]
1408       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1409       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1410       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1411       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1412       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1413       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1414       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1415       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1416       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1417       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1418       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1419       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1420       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1421       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1422       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1423       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1424       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1425       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1426       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1427       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1428       Interactive-mode selected
1429       Configuring Port 0 (socket 0)
1430       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1431       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1432       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1433       Configuring Port 1 (socket 0)
1434       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1435       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1436       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1437       Configuring Port 2 (socket 0)
1438       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1439       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1440       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1441       Configuring Port 3 (socket 0)
1442       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1443       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1444       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1445       Checking link statuses...
1446       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1447       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1448       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1449       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1450       Done
1451       testpmd>
1452
1453 How to dump flows
1454 -----------------
1455
1456 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1457 all flows with assistance of external tools.
1458
1459 #. 2 ways to get flow raw file:
1460
1461    - Using testpmd CLI:
1462
1463    .. code-block:: console
1464
1465        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1466
1467    - call rte_flow_dev_dump api:
1468
1469    .. code-block:: console
1470
1471        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1472
1473 #. Dump human-readable flows from raw file:
1474
1475    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1476
1477    .. code-block:: console
1478
1479        mlx_steering_dump.py -f <output_file>