9a577683701fcf32a3954f1597c0938e9d0de1ee
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright 2015 6WIND S.A.
3     Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
4
5 .. include:: <isonum.txt>
6
7 MLX5 poll mode driver
8 =====================
9
10 The MLX5 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx5**) provides support
11 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
12 ConnectX-5**, **Mellanox ConnectX-6**, **Mellanox ConnectX-6 Dx** and
13 **Mellanox BlueField** families of 10/25/40/50/100/200 Gb/s adapters
14 as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
15
16 Information and documentation about these adapters can be found on the
17 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
18 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
19
20 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
21 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
22
23 .. note::
24
25    Due to external dependencies, this driver is disabled in default configuration
26    of the "make" build. It can be enabled with ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD=y``
27    or by using "meson" build system which will detect dependencies.
28
29 Design
30 ------
31
32 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
33 kernel support), librte_pmd_mlx5 relies heavily on system calls for control
34 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
35
36 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
37 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
38 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
39 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
40 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
41
42 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
43 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
44 long as they share the same MAC address.
45 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
46 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
47 application.
48
49 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
50 or directly the hardware components.
51 There are different levels of objects and bypassing abilities
52 to get the best performances:
53
54 - Verbs is a complete high-level generic API
55 - Direct Verbs is a device-specific API
56 - DevX allows to access firmware objects
57 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
58
59 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
60 libibverbs.
61
62 Features
63 --------
64
65 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
66 - Multiple TX and RX queues.
67 - Support for scattered TX and RX frames.
68 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
69 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
70   and source only, destination only or both.
71 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
72 - Default RSS operation with no hash key specification.
73 - Configurable RETA table.
74 - Link flow control (pause frame).
75 - Support for multiple MAC addresses.
76 - VLAN filtering.
77 - RX VLAN stripping.
78 - TX VLAN insertion.
79 - RX CRC stripping configuration.
80 - Promiscuous mode on PF and VF.
81 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
82 - Hardware checksum offloads.
83 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
84   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
85 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
86 - Multiple process.
87 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
88 - RSS hash result is supported.
89 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
90 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
91 - RX interrupts.
92 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
93 - Rx HW timestamp.
94 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
95 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
96 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
97   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
98 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
99 - Support for multiple rte_flow groups.
100 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
101 - Hardware LRO.
102 - Hairpin.
103
104 Limitations
105 -----------
106
107 - For secondary process:
108
109   - Forked secondary process not supported.
110   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
111     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
112     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
113     process. If the external memory is registered by primary process but has
114     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
115
116 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
117   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
118
119   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
120   Meaning, the flow rule::
121
122         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
123
124   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
125
126         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
127
128   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
129
130 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
131   will match untagged packets only.
132   The flow rule::
133
134         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
135
136   Will match untagged packets only.
137   The flow rule::
138
139         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
140
141   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
142   The flow rule::
143
144         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
145
146   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
147
148 - VLAN pop offload command:
149
150   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
151     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
152   - The command is not supported on egress traffic.
153
154 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
155
156 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
157
158 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
159   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
160   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
161   inline settings) to 58.
162
163 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
164   to 0 are not supported.
165
166 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
167
168 - Match on Geneve header supports the following fields only:
169
170      - VNI
171      - OAM
172      - protocol type
173      - options length
174        Currently, the only supported options length value is 0.
175
176 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
177   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
178
179 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
180
181      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
182      - msg_type
183      - teid
184
185 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
186   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
187
188 .. note::
189
190    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
191    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
192    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
193    remain present and should be removed manually by other means.
194
195 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
196   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
197   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
198   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
199   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
200   holds the external buffers may be corrupted.
201
202 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
203   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
204   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
205
206 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
207   and allmulticast mode are both set to off.
208   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
209   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
210
211 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
212   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
213
214   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
215   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
216
217   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
218   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
219   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
220   which is intended to be used by the application.
221
222   To query the supported specific flags in runtime,
223   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
224   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
225   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
226
227     - application starts
228     - probe the devices, ports are created
229     - query the port capabilities
230     - if port supporting the feature is found
231     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
232     - application starts the ports
233     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
234       enables the feature support in datapath
235     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
236       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
237
238 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
239   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
240   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
241   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
242   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
243
244 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
245   parameter should be specified, RTE_MBUF_DYNFIELD_TIMESTAMP_NAME and
246   RTE_MBUF_DYNFLAG_TIMESTAMP_NAME should be registered by application.
247   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TIMESTAMP_NAME set on the packet
248   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
249   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
250   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
251   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
252   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
253   reported via device xstats to assist applications to detect the
254   time-related problems.
255
256   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
257   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
258   application responsibility to generate packets and its timestamps
259   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
260   in the burst providing the entire burst scheduling.
261
262 - E-Switch decapsulation Flow:
263
264   - can be applied to PF port only.
265   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
266   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
267
268 - E-Switch  encapsulation Flow:
269
270   - can be applied to VF ports only.
271   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
272
273 - Raw encapsulation:
274
275   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
276
277 - Raw decapsulation:
278
279   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
280   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
281   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
282
283 - ICMP/ICMP6 code/type matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
284   mutually exclusive features which cannot be supported together
285   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
286
287 - LRO:
288
289   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
290   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
291   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
292     TCP header (122B).
293   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
294     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
295   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
296         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
297
298     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
299
300 Statistics
301 ----------
302
303 MLX5 supports various methods to report statistics:
304
305 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.
306
307 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.
308
309 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.
310
311 Configuration
312 -------------
313
314 Compilation options
315 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
316
317 These options can be modified in the ``.config`` file.
318
319 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
320
321   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
322
323 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
324
325   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
326   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
327   on the target system.
328
329   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
330   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
331   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
332   missing with ``ldd(1)``.
333
334   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
335   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
336   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
337   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
338   default empty string (``""``).
339
340   This option has no performance impact.
341
342 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
343
344   Embed static flavor of the dependencies **libibverbs** and **libmlx5**
345   in the PMD shared library or the executable static binary.
346
347 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
348
349   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
350   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
351   lower performance.
352
353 .. note::
354
355    For BlueField, target should be set to ``arm64-bluefield-linux-gcc``. This
356    will enable ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` and set ``RTE_CACHE_LINE_SIZE`` to
357    64. Default armv8a configuration of make build and meson build set it to 128
358    then brings performance degradation.
359
360 This option is available in meson:
361
362 - ``ibverbs_link`` can be ``static``, ``shared``, or ``dlopen``.
363
364 Environment variables
365 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
366
367 - ``MLX5_GLUE_PATH``
368
369   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
370   separated by colons or semi-colons.
371
372   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
373   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
374   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
375
376 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
377
378   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
379
380   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
381   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
382   becomes full, but it depends on CPU design.
383
384   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
385   after updating the register so that the update can be immediately visible to
386   HW.
387
388   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
389   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
390   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
391   slightly decline.
392
393 Run-time configuration
394 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
395
396 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
397   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
398   reception.
399
400 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
401
402 Run as non-root
403 ^^^^^^^^^^^^^^^
404
405 In order to run as a non-root user,
406 some capabilities must be granted to the application::
407
408    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
409
410 Below are the reasons of the need for each capability:
411
412 ``cap_sys_admin``
413    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
414    for access to ``/proc/self/pagemap``.
415
416 ``cap_net_admin``
417    For device configuration.
418
419 ``cap_net_raw``
420    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
421
422 ``cap_ipc_lock``
423    For DMA memory pinning.
424
425 Driver options
426 ^^^^^^^^^^^^^^
427
428 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
429
430   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
431   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
432
433   Supported on:
434
435   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
436     and BlueField.
437   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
438     and BlueField.
439
440 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
441
442   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
443   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
444   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
445   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
446   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
447   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
448   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
449   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
450   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
451   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
452   parameter. Disabled by default.
453
454   Supported on:
455
456   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
457
458 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
459
460   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
461   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
462   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
463   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
464   default.
465
466   Supported on:
467
468   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
469     and BlueField.
470   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
471     and BlueField.
472
473 - ``mprq_en`` parameter [int]
474
475   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
476   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
477   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
478
479   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
480   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
481   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
482   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
483   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
484   small-packet traffic.
485
486   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
487   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
488   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
489   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
490   scatter and multi-segment packet.
491
492 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
493
494   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
495   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
496   range of device capability, the default value will be set with a warning
497   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
498   if ``mprq_en`` is set.
499
500   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
501
502 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
503
504   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
505   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
506   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
507   value is not in the range of device capability, the default value will be set
508   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
509   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
510   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
511   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
512   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
513   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
514   performance penalty.
515
516 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
517
518   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
519   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
520   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
521   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
522   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
523   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
524   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
525   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
526
527 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
528
529   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
530   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
531   ``mprq_en`` is set.
532
533 - ``txq_inline`` parameter [int]
534
535   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
536   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
537   partial compatibility.
538
539 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
540
541   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
542   to this value.
543
544   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
545   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
546
547   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
548   and 8 for other platforms
549
550   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
551   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
552   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
553   is not supposed to be bottleneck anymore.
554
555   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
556   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
557   heavy traffic on many queues.
558
559   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
560   option should be used with care, as it may lower performance when back
561   pressure is not expected.
562
563   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
564   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
565   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
566
567 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
568
569   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
570   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
571   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
572   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
573   applications using this parameter should take into consideration that
574   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
575
576   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
577   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
578   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
579   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
580   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
581   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
582
583   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
584   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
585   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
586   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
587   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
588   packet is inlined.
589
590   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
591   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
592
593   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
594   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
595   some configurations.
596
597   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
598   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
599   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
600   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
601
602 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
603
604   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
605   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
606   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
607   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
608   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
609   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
610
611   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
612   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
613   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
614   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
615   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
616
617   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
618   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
619   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
620   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
621   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
622   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
623   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
624   will be raised.
625
626 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
627
628   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
629   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
630   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
631   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
632   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
633   CPU cycles.
634
635   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
636   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
637   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
638   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
639   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
640
641   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
642   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
643   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
644   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
645   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
646   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
647   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
648   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
649   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
650   settings can not be satisfied then error will be raised.
651
652 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
653
654   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
655   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
656   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
657
658 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
659
660   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
661   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
662   issue.
663
664 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
665
666   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
667   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
668   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
669   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
670   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
671   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
672
673 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
674
675   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
676   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
677   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
678   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
679   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
680   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
681
682   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
683   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
684   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
685   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
686
687 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
688
689   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
690   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
691
692   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
693     variable is either missing or set to zero.
694   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
695
696   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
697   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
698
699   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
700   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
701   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
702   to send, but latency might be improved.
703
704   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
705   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
706   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
707   performance.
708
709   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
710   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
711   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
712   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
713   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
714   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
715   packets transmit) and should be used with care.
716
717   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
718   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
719   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
720
721 - ``tx_pp`` parameter [int]
722
723   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
724   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
725   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
726   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
727   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
728   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
729   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
730   feature is disabled.
731
732 - ``tx_skew`` parameter [int]
733
734   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
735   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
736   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
737   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
738   specified. The default value is zero.
739
740 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
741
742   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
743   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
744   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
745
746 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
747
748   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
749   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
750
751   Enabled by default.
752
753 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
754
755   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
756   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
757   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
758   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
759
760   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
761
762 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
763
764   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
765   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
766   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
767
768   Disabled by default.
769
770 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
771
772   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
773   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
774   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
775   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
776
777   There are some possible configurations, depending on parameter value:
778
779   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
780     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
781     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
782     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
783     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
784
785   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
786     related actions and items operate within all supported steering domains,
787     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
788     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
789     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
790     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
791     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
792     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
793     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
794     trials.
795
796   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
797     related actions and items operate within all supported steering domains,
798     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
799     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
800     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
801     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
802     series of rte_flow_validate() trials.
803
804   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
805   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
806   +======+===========+===========+=============+=============+
807   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
808   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
809   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
810   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
811   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
812   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
813
814   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
815   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
816
817   Disabled by default (set to 0).
818
819   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
820   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
821   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
822
823 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
824
825   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
826   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
827
828   Enabled by default if supported.
829
830 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
831
832   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
833
834   Enabled by default if supported.
835
836 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
837
838   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
839   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
840   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
841   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
842   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
843
844   Disabled by default (set to 0).
845
846 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
847
848   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
849   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
850   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
851   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
852   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
853   entire memory is freed.
854
855   Enabled by default.
856
857 - ``representor`` parameter [list]
858
859   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
860   existing port (or VF) representors configured on the device.
861
862   It is a standard parameter whose format is described in
863   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
864
865   For instance, to probe port representors 0 through 2::
866
867     representor=[0-2]
868
869 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
870
871   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
872   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
873
874   set to 128 by default.
875
876 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
877
878   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
879   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
880   the input ``lro_timeout_usec`` value.
881   If this parameter is not specified, by default PMD will set
882   the smallest value supported by HW.
883
884 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
885
886   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
887   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
888   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
889   will get a failure if it is out of scope.
890   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
891   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
892   different firmware release is being used. By using a small value, it could
893   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
894   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
895   degradation will be introduced.
896   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
897   frames will be supported.
898
899 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
900
901   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
902   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
903   flow destroyed.
904   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
905   if the resource cache is needed or not.
906
907   There are three options to choose:
908
909   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
910     be cached, helpful with flow insertion rate.
911
912   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
913
914   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
915     reclaimed mode.
916
917   By default, the PMD will set this value to 0.
918
919 .. _mlx5_firmware_config:
920
921 Firmware configuration
922 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
923
924 Firmware features can be configured as key/value pairs.
925
926 The command to set a value is::
927
928   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
929
930 The command to query a value is::
931
932   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
933
934 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
935 or the mst device name found with::
936
937   mst status
938
939 Below are some firmware configurations listed.
940
941 - link type::
942
943     LINK_TYPE_P1
944     LINK_TYPE_P2
945     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
946
947 - enable SR-IOV::
948
949     SRIOV_EN=1
950
951 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
952
953     NUM_OF_VFS=<max>
954
955 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
956
957     UCTX_EN=1
958
959 - aggressive CQE zipping::
960
961     CQE_COMPRESSION=1
962
963 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
964
965     IP_OVER_VXLAN_EN=1
966     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
967
968 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
969
970     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
971     or
972     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
973
974 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
975
976     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
977
978 - enable MPLS flow matching::
979
980     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
981
982 - enable ICMP/ICMP6 code/type fields matching::
983
984     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
985
986 - enable Geneve flow matching::
987
988    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
989    or
990    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
991
992 - enable GTP flow matching::
993
994    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
995
996 Prerequisites
997 -------------
998
999 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
1000 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
1001 DPDK and must be installed separately:
1002
1003 - **libibverbs**
1004
1005   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
1006   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1007   such as libmlx5.
1008
1009   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1010   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1011   never leave user space.
1012
1013 - **libmlx5**
1014
1015   Low-level user space driver library for Mellanox
1016   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1017   by libibverbs.
1018
1019   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1020   queues.
1021
1022 - **Kernel modules**
1023
1024   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1025   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1026   space processes.
1027
1028   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1029   their devices:
1030
1031   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1032     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1033     network devices.
1034   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1035   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1036
1037 - **Firmware update**
1038
1039   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1040   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1041
1042   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1043   match the kernel modules and libraries they come with.
1044
1045 .. note::
1046
1047    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1048    licensed.
1049
1050 Installation
1051 ~~~~~~~~~~~~
1052
1053 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1054 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1055 releases.
1056
1057 RDMA Core with Linux Kernel
1058 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1059
1060 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1061 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1062   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1063 - When building for i686 use:
1064
1065   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1066   - Kernel version 4.14.41 or above.
1067
1068 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1069
1070     cd build
1071     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1072     ninja
1073
1074 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1075 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1076
1077 If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
1078 thanks to these environment variables:
1079
1080    - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
1081    - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
1082    - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
1083
1084 Mellanox OFED/EN
1085 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1086
1087 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1088   Mellanox EN version: **4.5** and above
1089 - firmware version:
1090
1091   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1092   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1093   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1094   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1095   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1096   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1097   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1098
1099 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1100 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1101 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1102 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1103
1104 `Mellanox OFED
1105 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1106 `Mellanox EN
1107 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1108 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1109 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1110 required from that distribution.
1111
1112 .. note::
1113
1114    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1115    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1116    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1117
1118 Supported NICs
1119 --------------
1120
1121 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1122
1123   - ConnectX-4
1124   - ConnectX-4 Lx
1125   - ConnectX-5
1126   - ConnectX-5 Ex
1127   - ConnectX-6
1128   - ConnectX-6 Dx
1129   - BlueField
1130
1131 Below are detailed device names:
1132
1133 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1134 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1135 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1136 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1137 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1138 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1139 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1140 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1141 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1142 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1143 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1144 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1145 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1146 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1147 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1148 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1149 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1150 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1151 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1152 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1153 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1154 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1155 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1156 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1157 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1158
1159 Quick Start Guide on OFED/EN
1160 ----------------------------
1161
1162 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1163
1164
1165 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1166    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1167
1168         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1169
1170 3. Verify the firmware is the correct one::
1171
1172         ibv_devinfo
1173
1174 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1175
1176         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1177         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1178         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1179
1180    Link types may have to be configured to Ethernet::
1181
1182         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1183
1184         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1185
1186    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1187
1188         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1189         SRIOV_EN                            True(1)
1190
1191    If needed, configure SR-IOV::
1192
1193         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1194         mlxfwreset -d <mst device> reset
1195
1196 5. Restart the driver::
1197
1198         /etc/init.d/openibd restart
1199
1200    or::
1201
1202         service openibd restart
1203
1204    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1205
1206         mlxfwreset -d <mst device> reset
1207
1208    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1209    needed for the PF.
1210
1211    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1212
1213         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1214
1215 6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
1216    :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
1217
1218 Enable switchdev mode
1219 ---------------------
1220
1221 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1222 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1223 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1224 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1225 sent to a representor will be received by the VF.
1226 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1227 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1228 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1229 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1230 the DPDK application.
1231
1232 1. Enable SRIOV mode::
1233
1234         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1235
1236 2. Configure the max number of VFs::
1237
1238         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1239
1240 3. Reset the FW::
1241
1242         mlxfwreset -d <mst device> reset
1243
1244 3. Configure the actual number of VFs::
1245
1246         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1247
1248 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1249
1250         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1251
1252 5. Enbale switchdev mode::
1253
1254         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1255
1256 Performance tuning
1257 ------------------
1258
1259 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1260
1261         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1262
1263   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1264
1265         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1266
1267 2. In case of virtualization:
1268
1269    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1270    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1271    - Use 1G huge pages.
1272    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1273    - Make sure to set CPU pinning.
1274
1275 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1276    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1277    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1278
1279         lstopo-no-graphics
1280
1281    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1282
1283 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1284    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1285    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1286    This in order to forward packets from one to the other without
1287    NUMA performance penalty.
1288
1289 5. Disable pause frames::
1290
1291         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1292
1293 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1294    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1295    information about the settings.
1296
1297 .. note::
1298
1299         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1300         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1301         done in the following way:
1302
1303         To query the read request size use::
1304
1305                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1306
1307         If the output is different than 3XXX, set it by::
1308
1309                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1310
1311         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1312         according to the setpci output.
1313
1314 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1315
1316    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1317    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1318    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1319
1320 .. _mlx5_offloads_support:
1321
1322 Supported hardware offloads
1323 ---------------------------
1324
1325 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1326
1327    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1328    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1329    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1330    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1331    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1332    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1333    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1334    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1335    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1336
1337 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1338
1339    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1340    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1341    +=======================+=================+=================+
1342    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1343    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1344    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1345    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1346    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1347    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1348    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1349    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1350    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1351    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1352    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1353    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1354    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1355    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1356    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1357    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1358    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1359    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1360    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1361    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1362    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1363    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1364    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1365    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1366    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1367    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1368    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1369    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1370    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1371    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1372    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1373    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1374    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1375    | | set_ttl /           | |               | |               |
1376    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1377    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1378    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1379    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1380    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1381    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1382    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1383    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1384    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1385    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1386    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1387    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1388    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1389    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1390    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1391    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1392    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1393    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1394    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1395    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1396    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1397    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1398    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1399    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1400    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1401    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1402    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1403    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1404    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1405    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1406    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1407    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1408    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1409    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1410    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1411    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1412    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1413    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1414    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1415    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1416    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1417    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1418    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1419    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1420
1421 Notes for metadata
1422 ------------------
1423
1424 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1425 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1426 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1427 treated by applications and PMD as valid ones.
1428
1429 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1430 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1431 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1432 should be rejected on validation stage.
1433
1434 Notes for rte_flow
1435 ------------------
1436
1437 Flows are not cached in the driver.
1438 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1439 application will be flushed automatically in the background.
1440 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1441 not represented in the system.
1442 All references to these flows held by the application should be discarded
1443 directly but neither destroyed nor flushed.
1444
1445 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1446
1447 Notes for testpmd
1448 -----------------
1449
1450 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1451 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1452
1453 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1454 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1455 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1456 behavior as librte_pmd_mlx4::
1457
1458    > port stop all
1459    > port config all rss all
1460    > port start all
1461
1462 Usage example
1463 -------------
1464
1465 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1466 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1467
1468 #. Load the kernel modules::
1469
1470       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1471
1472    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1473    can be run::
1474
1475       /etc/init.d/openibd restart
1476
1477    .. note::
1478
1479       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1480       not have to be loaded.
1481
1482 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1483    verbs. Related sysfs entries should be present::
1484
1485       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1486
1487    Example output::
1488
1489       eth30
1490       eth31
1491       eth32
1492       eth33
1493
1494 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1495
1496       {
1497           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1498           do
1499               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1500           done;
1501       } |
1502       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1503
1504    Example output::
1505
1506       -w 0000:05:00.1
1507       -w 0000:06:00.0
1508       -w 0000:06:00.1
1509       -w 0000:05:00.0
1510
1511 #. Request huge pages::
1512
1513       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1514
1515 #. Start testpmd with basic parameters::
1516
1517       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
1518
1519    Example output::
1520
1521       [...]
1522       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1523       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1524       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1525       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1526       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1527       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1528       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1529       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1530       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1531       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1532       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1533       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1534       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1535       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1536       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1537       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1538       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1539       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1540       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1541       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1542       Interactive-mode selected
1543       Configuring Port 0 (socket 0)
1544       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1545       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1546       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1547       Configuring Port 1 (socket 0)
1548       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1549       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1550       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1551       Configuring Port 2 (socket 0)
1552       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1553       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1554       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1555       Configuring Port 3 (socket 0)
1556       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1557       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1558       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1559       Checking link statuses...
1560       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1561       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1562       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1563       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1564       Done
1565       testpmd>
1566
1567 How to dump flows
1568 -----------------
1569
1570 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1571 all flows with assistance of external tools.
1572
1573 #. 2 ways to get flow raw file:
1574
1575    - Using testpmd CLI:
1576
1577    .. code-block:: console
1578
1579        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1580
1581    - call rte_flow_dev_dump api:
1582
1583    .. code-block:: console
1584
1585        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1586
1587 #. Dump human-readable flows from raw file:
1588
1589    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1590
1591    .. code-block:: console
1592
1593        mlx_steering_dump.py -f <output_file>