d08d2da14f4a34e9eaebc1aa7032bc324b90595c
[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 - VXLAN TSO and checksum offloads are not supported on VM.
167
168 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
169
170 - Match on Geneve header supports the following fields only:
171
172      - VNI
173      - OAM
174      - protocol type
175      - options length
176        Currently, the only supported options length value is 0.
177
178 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
179   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
180
181 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
182
183      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
184      - msg_type
185      - teid
186
187 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
188   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
189
190 .. note::
191
192    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
193    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
194    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
195    remain present and should be removed manually by other means.
196
197 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
198   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
199   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
200   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
201   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
202   holds the external buffers may be corrupted.
203
204 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
205   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
206   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
207
208 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
209   and allmulticast mode are both set to off.
210   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
211   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
212
213 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
214   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
215
216   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
217   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
218
219   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
220   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
221   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
222   which is intended to be used by the application.
223
224   To query the supported specific flags in runtime,
225   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
226   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
227   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
228
229     - application starts
230     - probe the devices, ports are created
231     - query the port capabilities
232     - if port supporting the feature is found
233     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
234     - application starts the ports
235     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
236       enables the feature support in datapath
237     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
238       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
239
240 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
241   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
242   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
243   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
244   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
245
246 - E-Switch decapsulation Flow:
247
248   - can be applied to PF port only.
249   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
250   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
251
252 - E-Switch  encapsulation Flow:
253
254   - can be applied to VF ports only.
255   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
256
257 - Raw encapsulation:
258
259   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
260
261 - Raw decapsulation:
262
263   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
264   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
265   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
266
267 - ICMP/ICMP6 code/type matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
268   mutually exclusive features which cannot be supported together
269   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
270
271 - LRO:
272
273   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
274   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
275   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
276     TCP header (122B).
277   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
278     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
279   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
280         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
281
282     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
283
284 Statistics
285 ----------
286
287 MLX5 supports various methods to report statistics:
288
289 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.
290
291 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.
292
293 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.
294
295 Configuration
296 -------------
297
298 Compilation options
299 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
300
301 These options can be modified in the ``.config`` file.
302
303 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
304
305   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
306
307 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
308
309   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
310   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
311   on the target system.
312
313   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
314   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
315   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
316   missing with ``ldd(1)``.
317
318   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
319   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
320   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
321   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
322   default empty string (``""``).
323
324   This option has no performance impact.
325
326 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
327
328   Embed static flavor of the dependencies **libibverbs** and **libmlx5**
329   in the PMD shared library or the executable static binary.
330
331 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
332
333   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
334   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
335   lower performance.
336
337 .. note::
338
339    For BlueField, target should be set to ``arm64-bluefield-linux-gcc``. This
340    will enable ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` and set ``RTE_CACHE_LINE_SIZE`` to
341    64. Default armv8a configuration of make build and meson build set it to 128
342    then brings performance degradation.
343
344 This option is available in meson:
345
346 - ``ibverbs_link`` can be ``static``, ``shared``, or ``dlopen``.
347
348 Environment variables
349 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
350
351 - ``MLX5_GLUE_PATH``
352
353   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
354   separated by colons or semi-colons.
355
356   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
357   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
358   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
359
360 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
361
362   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
363
364   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
365   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
366   becomes full, but it depends on CPU design.
367
368   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
369   after updating the register so that the update can be immediately visible to
370   HW.
371
372   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
373   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
374   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
375   slightly decline.
376
377 Run-time configuration
378 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
379
380 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
381   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
382   reception.
383
384 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
385
386 Run as non-root
387 ^^^^^^^^^^^^^^^
388
389 In order to run as a non-root user,
390 some capabilities must be granted to the application::
391
392    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
393
394 Below are the reasons of the need for each capability:
395
396 ``cap_sys_admin``
397    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
398    for access to ``/proc/self/pagemap``.
399
400 ``cap_net_admin``
401    For device configuration.
402
403 ``cap_net_raw``
404    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
405
406 ``cap_ipc_lock``
407    For DMA memory pinning.
408
409 Driver options
410 ^^^^^^^^^^^^^^
411
412 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
413
414   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
415   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
416
417   Supported on:
418
419   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
420     and BlueField.
421   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
422     and BlueField.
423
424 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
425
426   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
427   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
428   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
429   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
430   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
431   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
432   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
433   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
434   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
435   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
436   parameter. Disabled by default.
437
438   Supported on:
439
440   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
441
442 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
443
444   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
445   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
446   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
447   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
448   default.
449
450   Supported on:
451
452   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
453     and BlueField.
454   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
455     and BlueField.
456
457 - ``mprq_en`` parameter [int]
458
459   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
460   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
461   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
462
463   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
464   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
465   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
466   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
467   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
468   small-packet traffic.
469
470   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
471   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
472   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
473   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
474   scatter and multi-segment packet.
475
476 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
477
478   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
479   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
480   range of device capability, the default value will be set with a warning
481   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
482   if ``mprq_en`` is set.
483
484   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
485
486 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
487
488   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
489   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
490   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
491   value is not in the range of device capability, the default value will be set
492   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
493   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
494   it is possible for a pcaket to span across multiple strides. This mode allows
495   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
496   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
497   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
498   performance penalty.
499
500 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
501
502   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
503   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
504   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
505   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
506   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
507   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
508   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
509   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
510
511 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
512
513   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
514   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
515   ``mprq_en`` is set.
516
517 - ``txq_inline`` parameter [int]
518
519   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
520   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
521   partial compatibility.
522
523 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
524
525   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
526   to this value.
527
528   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
529   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
530
531   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
532   and 8 for other platforms
533
534   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
535   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
536   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
537   is not supposed to be bottleneck anymore.
538
539   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
540   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
541   heavy traffic on many queues.
542
543   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
544   option should be used with care, as it may lower performance when back
545   pressure is not expected.
546
547   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
548   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
549   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
550
551 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
552
553   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
554   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
555   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
556   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
557   applications using this parameter should take into consideration that
558   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
559
560   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
561   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
562   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
563   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
564   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
565   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
566
567   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
568   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
569   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
570   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
571   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
572   packet is inlined.
573
574   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
575   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
576
577   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
578   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
579   some configurations.
580
581   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
582   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
583   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
584   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
585
586 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
587
588   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
589   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
590   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
591   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
592   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
593   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
594
595   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
596   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
597   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
598   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
599   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
600
601   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
602   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
603   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
604   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
605   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
606   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
607   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
608   will be raised.
609
610 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
611
612   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
613   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
614   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
615   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
616   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
617   CPU cycles.
618
619   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
620   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
621   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
622   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
623   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
624
625   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
626   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
627   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
628   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
629   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
630   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
631   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
632   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
633   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
634   settings can not be satisfied then error will be raised.
635
636 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
637
638   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
639   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
640   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
641
642 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
643
644   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
645   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
646   issue.
647
648 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
649
650   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
651   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
652   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
653   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
654   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
655   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
656
657 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
658
659   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
660   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
661   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
662   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
663   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
664   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
665
666   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
667   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
668   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
669   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
670
671 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
672
673   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
674   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
675
676   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
677     variable is either missing or set to zero.
678   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
679
680   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
681   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
682
683   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
684   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
685   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
686   to send, but latency might be improved.
687
688   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
689   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
690   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
691   performance.
692
693   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
694   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
695   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
696   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
697   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
698   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
699   packets transmit) and should be used with care.
700
701   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
702   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
703   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
704
705 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
706
707   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
708   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
709   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
710
711 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
712
713   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
714   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
715
716   Enabled by default.
717
718 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
719
720   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
721   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
722   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
723   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
724
725   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
726
727 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
728
729   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
730   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
731   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
732
733   Disabled by default.
734
735 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
736
737   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
738   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
739   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
740   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
741
742   There are some possible configurations, depending on parameter value:
743
744   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
745     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
746     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
747     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
748     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
749
750   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
751     related actions and items operate within all supported steering domains,
752     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
753     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
754     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
755     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
756     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
757     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
758     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
759     trials.
760
761   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
762     related actions and items operate within all supported steering domains,
763     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
764     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
765     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
766     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
767     series of rte_flow_validate() trials.
768
769   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
770   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
771   +======+===========+===========+=============+=============+
772   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
773   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
774   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
775   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
776   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
777   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
778
779   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
780   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
781
782   Disabled by default (set to 0).
783
784   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
785   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
786   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
787
788 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
789
790   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
791   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
792
793   Enabled by default if supported.
794
795 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
796
797   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
798
799   Enabled by default if supported.
800
801 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
802
803   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
804   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
805   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
806   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
807   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
808   entire memory is freed.
809
810   Enabled by default.
811
812 - ``representor`` parameter [list]
813
814   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
815   existing port (or VF) representors configured on the device.
816
817   It is a standard parameter whose format is described in
818   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
819
820   For instance, to probe port representors 0 through 2::
821
822     representor=[0-2]
823
824 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
825
826   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
827   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
828
829   set to 128 by default.
830
831 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
832
833   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
834   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
835   the input ``lro_timeout_usec`` value.
836   If this parameter is not specified, by default PMD will set
837   the smallest value supported by HW.
838
839 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
840
841   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
842   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
843   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
844   will get a failure if it is out of scope.
845   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
846   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
847   different firmware release is being used. By using a small value, it could
848   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
849   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
850   degradation will be introduced.
851   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
852   frames will be supported.
853
854 .. _mlx5_firmware_config:
855
856 Firmware configuration
857 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
858
859 Firmware features can be configured as key/value pairs.
860
861 The command to set a value is::
862
863   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
864
865 The command to query a value is::
866
867   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
868
869 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
870 or the mst device name found with::
871
872   mst status
873
874 Below are some firmware configurations listed.
875
876 - link type::
877
878     LINK_TYPE_P1
879     LINK_TYPE_P2
880     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
881
882 - enable SR-IOV::
883
884     SRIOV_EN=1
885
886 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
887
888     NUM_OF_VFS=<max>
889
890 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
891
892     UCTX_EN=1
893
894 - aggressive CQE zipping::
895
896     CQE_COMPRESSION=1
897
898 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
899
900     IP_OVER_VXLAN_EN=1
901     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
902
903 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
904
905     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
906     or
907     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
908
909 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
910
911     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
912
913 - enable MPLS flow matching::
914
915     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
916
917 - enable ICMP/ICMP6 code/type fields matching::
918
919     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
920
921 - enable Geneve flow matching::
922
923    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
924    or
925    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
926
927 - enable GTP flow matching::
928
929    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
930
931 Prerequisites
932 -------------
933
934 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
935 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
936 DPDK and must be installed separately:
937
938 - **libibverbs**
939
940   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
941   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
942   such as libmlx5.
943
944   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
945   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
946   never leave user space.
947
948 - **libmlx5**
949
950   Low-level user space driver library for Mellanox
951   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
952   by libibverbs.
953
954   This library basically implements send/receive calls to the hardware
955   queues.
956
957 - **Kernel modules**
958
959   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
960   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
961   space processes.
962
963   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
964   their devices:
965
966   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
967     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
968     network devices.
969   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
970   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
971
972 - **Firmware update**
973
974   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
975   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
976
977   Because each release provides new features, these updates must be applied to
978   match the kernel modules and libraries they come with.
979
980 .. note::
981
982    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
983    licensed.
984
985 Installation
986 ~~~~~~~~~~~~
987
988 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
989 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
990 releases.
991
992 RDMA Core with Linux Kernel
993 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
994
995 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
996 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
997   (see `RDMA Core installation documentation`_)
998 - When building for i686 use:
999
1000   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1001   - Kernel version 4.14.41 or above.
1002
1003 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1004
1005     cd build
1006     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1007     ninja
1008
1009 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1010 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1011
1012 If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
1013 thanks to these environment variables:
1014
1015    - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
1016    - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
1017    - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
1018
1019 Mellanox OFED/EN
1020 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1021
1022 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1023   Mellanox EN version: **4.5** and above
1024 - firmware version:
1025
1026   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1027   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1028   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1029   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1030   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1031   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1032   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1033
1034 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1035 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1036 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1037 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1038
1039 `Mellanox OFED
1040 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1041 `Mellanox EN
1042 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1043 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1044 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1045 required from that distribution.
1046
1047 .. note::
1048
1049    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1050    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1051    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1052
1053 Supported NICs
1054 --------------
1055
1056 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1057
1058   - ConnectX-4
1059   - ConnectX-4 Lx
1060   - ConnectX-5
1061   - ConnectX-5 Ex
1062   - ConnectX-6
1063   - ConnectX-6 Dx
1064   - BlueField
1065
1066 Below are detailed device names:
1067
1068 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1069 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1070 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1071 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1072 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1073 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1074 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1075 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1076 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1077 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1078 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1079 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1080 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1081 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1082 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1083 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1084 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1085 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1086 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1087 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1088 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1089 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1090 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1091 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1092 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1093
1094 Quick Start Guide on OFED/EN
1095 ----------------------------
1096
1097 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1098
1099
1100 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1101    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1102
1103         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1104
1105 3. Verify the firmware is the correct one::
1106
1107         ibv_devinfo
1108
1109 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1110
1111         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1112         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1113         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1114
1115    Link types may have to be configured to Ethernet::
1116
1117         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1118
1119         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1120
1121    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1122
1123         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1124         SRIOV_EN                            True(1)
1125
1126    If needed, configure SR-IOV::
1127
1128         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1129         mlxfwreset -d <mst device> reset
1130
1131 5. Restart the driver::
1132
1133         /etc/init.d/openibd restart
1134
1135    or::
1136
1137         service openibd restart
1138
1139    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1140
1141         mlxfwreset -d <mst device> reset
1142
1143    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1144    needed for the PF.
1145
1146    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1147
1148         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1149
1150 6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
1151    :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
1152
1153 Enable switchdev mode
1154 ---------------------
1155
1156 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1157 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1158 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1159 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1160 sent to a representor will be received by the VF.
1161 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1162 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1163 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1164 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1165 the DPDK application.
1166
1167 1. Enable SRIOV mode::
1168
1169         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1170
1171 2. Configure the max number of VFs::
1172
1173         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1174
1175 3. Reset the FW::
1176
1177         mlxfwreset -d <mst device> reset
1178
1179 3. Configure the actual number of VFs::
1180
1181         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1182
1183 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1184
1185         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1186
1187 5. Enbale switchdev mode::
1188
1189         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1190
1191 Performance tuning
1192 ------------------
1193
1194 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1195
1196         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1197
1198   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1199
1200         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1201
1202 2. In case of virtualization:
1203
1204    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1205    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1206    - Use 1G huge pages.
1207    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1208    - Make sure to set CPU pinning.
1209
1210 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1211    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1212    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1213
1214         lstopo-no-graphics
1215
1216    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1217
1218 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1219    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1220    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1221    This in order to forward packets from one to the other without
1222    NUMA performance penalty.
1223
1224 5. Disable pause frames::
1225
1226         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1227
1228 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1229    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1230    information about the settings.
1231
1232 .. note::
1233
1234         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1235         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1236         done in the following way:
1237
1238         To query the read request size use::
1239
1240                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1241
1242         If the output is different than 3XXX, set it by::
1243
1244                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1245
1246         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1247         according to the setpci output.
1248
1249 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1250
1251    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1252    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1253    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1254
1255 .. _mlx5_offloads_support:
1256
1257 Supported hardware offloads
1258 ---------------------------
1259
1260 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1261
1262    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1263    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1264    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1265    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1266    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1267    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1268    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1269    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1270    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1271
1272 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1273
1274    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1275    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1276    +=======================+=================+=================+
1277    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1278    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1279    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1280    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1281    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1282    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1283    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1284    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1285    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1286    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1287    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1288    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1289    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1290    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1291    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1292    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1293    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1294    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1295    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1296    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1297    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1298    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1299    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1300    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1301    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1302    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1303    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1304    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1305    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1306    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1307    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1308    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1309    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1310    | | set_ttl /           | |               | |               |
1311    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1312    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1313    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1314    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1315    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1316    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1317    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1318    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1319    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1320    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1321    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1322    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1323    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1324    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1325    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1326    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1327    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1328    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1329    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1330    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1331    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1332    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1333    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1334    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1335    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1336    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1337    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1338    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1339    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1340    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1341    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1342    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1343    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1344    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1345    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1346    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1347    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1348    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1349    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1350    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1351    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1352    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1353    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1354    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1355
1356 Notes for metadata
1357 ------------------
1358
1359 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1360 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1361 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1362 treated by applications and PMD as valid ones.
1363
1364 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1365 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1366 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1367 should be rejected on validation stage.
1368
1369 Notes for rte_flow
1370 ------------------
1371
1372 Flows are not cached in the driver.
1373 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1374 application will be flushed automatically in the background.
1375 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1376 not represented in the system.
1377 All references to these flows held by the application should be discarded
1378 directly but neither destroyed nor flushed.
1379
1380 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1381
1382 Notes for testpmd
1383 -----------------
1384
1385 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1386 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1387
1388 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1389 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1390 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1391 behavior as librte_pmd_mlx4::
1392
1393    > port stop all
1394    > port config all rss all
1395    > port start all
1396
1397 Usage example
1398 -------------
1399
1400 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1401 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1402
1403 #. Load the kernel modules::
1404
1405       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1406
1407    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1408    can be run::
1409
1410       /etc/init.d/openibd restart
1411
1412    .. note::
1413
1414       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1415       not have to be loaded.
1416
1417 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1418    verbs. Related sysfs entries should be present::
1419
1420       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1421
1422    Example output::
1423
1424       eth30
1425       eth31
1426       eth32
1427       eth33
1428
1429 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1430
1431       {
1432           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1433           do
1434               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1435           done;
1436       } |
1437       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1438
1439    Example output::
1440
1441       -w 0000:05:00.1
1442       -w 0000:06:00.0
1443       -w 0000:06:00.1
1444       -w 0000:05:00.0
1445
1446 #. Request huge pages::
1447
1448       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1449
1450 #. Start testpmd with basic parameters::
1451
1452       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
1453
1454    Example output::
1455
1456       [...]
1457       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1458       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1459       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1460       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1461       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1462       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1463       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1464       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1465       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1466       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1467       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1468       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1469       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1470       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1471       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1472       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1473       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1474       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1475       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1476       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1477       Interactive-mode selected
1478       Configuring Port 0 (socket 0)
1479       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1480       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1481       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1482       Configuring Port 1 (socket 0)
1483       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1484       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1485       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1486       Configuring Port 2 (socket 0)
1487       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1488       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1489       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1490       Configuring Port 3 (socket 0)
1491       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1492       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1493       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1494       Checking link statuses...
1495       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1496       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1497       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1498       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1499       Done
1500       testpmd>
1501
1502 How to dump flows
1503 -----------------
1504
1505 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1506 all flows with assistance of external tools.
1507
1508 #. 2 ways to get flow raw file:
1509
1510    - Using testpmd CLI:
1511
1512    .. code-block:: console
1513
1514        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1515
1516    - call rte_flow_dev_dump api:
1517
1518    .. code-block:: console
1519
1520        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1521
1522 #. Dump human-readable flows from raw file:
1523
1524    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1525
1526    .. code-block:: console
1527
1528        mlx_steering_dump.py -f <output_file>