config: add static linkage of mlx dependency
[dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx4.rst
index b26c219..4d4842c 100644 (file)
@@ -1,38 +1,20 @@
-..  BSD LICENSE
-    Copyright 2012-2015 6WIND S.A.
-
-    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
-    modification, are permitted provided that the following conditions
-    are met:
-
-    * Redistributions of source code must retain the above copyright
-    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
-    * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
-    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
-    the documentation and/or other materials provided with the
-    distribution.
-    * Neither the name of 6WIND S.A. nor the names of its
-    contributors may be used to endorse or promote products derived
-    from this software without specific prior written permission.
-
-    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
-    "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
-    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
-    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
-    OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
-    SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
-    LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
-    DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
-    THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
-    (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
-    OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
+    Copyright 2012 6WIND S.A.
+    Copyright 2015 Mellanox Technologies, Ltd
 
 MLX4 poll mode driver library
 =============================
 
 The MLX4 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx4**) implements support
-for **Mellanox ConnectX-3** 10/40 Gbps adapters (EN 40, EN 10, Pro EN 40) as
-well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
+for **Mellanox ConnectX-3** and **Mellanox ConnectX-3 Pro** 10/40 Gbps adapters
+as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
+
+Information and documentation about this family of adapters can be found on
+the `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`_. Help is also provided by
+the `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`_.
+
+There is also a `section dedicated to this poll mode driver
+<http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`_.
 
 .. note::
 
@@ -66,86 +48,108 @@ long as they share the same MAC address.
 
 Compiling librte_pmd_mlx4 causes DPDK to be linked against libibverbs.
 
-Features and limitations
-------------------------
-
-- RSS, also known as RCA, is supported. In this mode the number of
-  configured RX queues must be a power of two.
-- VLAN filtering is supported.
-- Link state information is provided.
-- Promiscuous mode is supported.
-- All multicast mode is supported.
-- Multiple MAC addresses (unicast, multicast) can be configured.
-- Scattered packets are supported for TX and RX.
-
-..
-
-- RSS hash key cannot be modified.
-- Hardware counters are not implemented (they are software counters).
-- Checksum offloads are not supported yet.
-
 Configuration
 -------------
 
 Compilation options
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
+These options can be modified in the ``.config`` file.
+
 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_PMD`` (default **n**)
 
   Toggle compilation of librte_pmd_mlx4 itself.
 
-- ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_DEBUG`` (default **n**)
+- ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
 
-  Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
-  adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
-  lower performance.
-
-- ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_SGE_WR_N`` (default **4**)
-
-  Number of scatter/gather elements (SGEs) per work request (WR). Lowering
-  this number improves performance but also limits the ability to receive
-  scattered packets (packets that do not fit a single mbuf). The default
-  value is a safe tradeoff.
+  Build PMD with additional code to make it loadable without hard
+  dependencies on **libibverbs** nor **libmlx4**, which may not be installed
+  on the target system.
 
-- ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_MAX_INLINE`` (default **0**)
+  In this mode, their presence is still required for it to run properly,
+  however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
+  ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
+  missing with ``ldd(1)``.
 
-  Amount of data to be inlined during TX operations. Improves latency but
-  lowers throughput.
+  It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
+  plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
+  on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
+  standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
+  default empty string (``""``).
 
-- ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_TX_MP_CACHE`` (default **8**)
+  This option has no performance impact.
 
-  Maximum number of cached memory pools (MPs) per TX queue. Each MP from
-  which buffers are to be transmitted must be associated to memory regions
-  (MRs). This is a slow operation that must be cached.
+- ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
 
-  This value is always 1 for RX queues since they use a single MP.
+  Embed static flavour of the dependencies **libibverbs** and **libmlx4**
+  in the PMD shared library or the executable static binary.
 
-- ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_SOFT_COUNTERS`` (default **1**)
+- ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX4_DEBUG`` (default **n**)
 
-  Toggle software counters. No counters are available if this option is
-  disabled since hardware counters are not supported.
+  Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
+  adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
+  lower performance.
 
 Environment variables
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-- ``MLX4_INLINE_RECV_SIZE``
+- ``MLX4_GLUE_PATH``
 
-  A nonzero value enables inline receive for packets up to that size. May
-  significantly improve performance in some cases but lower it in
-  others. Requires careful testing.
+  A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
+  separated by colons or semi-colons.
+
+  Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
+  enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
+  since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
 
 Run-time configuration
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-- The only constraint when RSS mode is requested is to make sure the number
-  of RX queues is a power of two. This is a hardware requirement.
-
 - librte_pmd_mlx4 brings kernel network interfaces up during initialization
   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
   reception.
 
 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
 
+- ``port`` parameter [int]
+
+  This parameter provides a physical port to probe and can be specified multiple
+  times for additional ports. All ports are probed by default if left
+  unspecified.
+
+Kernel module parameters
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+The **mlx4_core** kernel module has several parameters that affect the
+behavior and/or the performance of librte_pmd_mlx4. Some of them are described
+below.
+
+- **num_vfs** (integer or triplet, optionally prefixed by device address
+  strings)
+
+  Create the given number of VFs on the specified devices.
+
+- **log_num_mgm_entry_size** (integer)
+
+  Device-managed flow steering (DMFS) is required by DPDK applications. It is
+  enabled by using a negative value, the last four bits of which have a
+  special meaning.
+
+  - **-1**: force device-managed flow steering (DMFS).
+  - **-7**: configure optimized steering mode to improve performance with the
+    following limitation: VLAN filtering is not supported with this mode.
+    This is the recommended mode in case VLAN filter is not needed.
+
+Limitations
+-----------
+
+- CRC stripping is supported by default and always reported as "true".
+  The ability to enable/disable CRC stripping requires OFED version
+  4.3-1.5.0.0 and above  or rdma-core version v18 and above.
+
+- TSO (Transmit Segmentation Offload) is supported in OFED version
+  4.4 and above.
+
 Prerequisites
 -------------
 
@@ -153,7 +157,7 @@ This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
 DPDK and must be installed separately:
 
-- **libibverbs**
+- **libibverbs** (provided by rdma-core package)
 
   User space verbs framework used by librte_pmd_mlx4. This library provides
   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
@@ -163,7 +167,7 @@ DPDK and must be installed separately:
   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
   never leave user space.
 
-- **libmlx4**
+- **libmlx4** (provided by rdma-core package)
 
   Low-level user space driver library for Mellanox ConnectX-3 devices,
   it is automatically loaded by libibverbs.
@@ -171,7 +175,7 @@ DPDK and must be installed separately:
   This library basically implements send/receive calls to the hardware
   queues.
 
-- **Kernel modules** (mlnx-ofed-kernel)
+- **Kernel modules**
 
   They provide the kernel-side verbs API and low level device drivers that
   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
@@ -185,22 +189,214 @@ DPDK and must be installed separately:
   - mlx4_ib: InifiniBand device driver.
   - ib_uverbs: user space driver for verbs (entry point for libibverbs).
 
-While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
-Aliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`_ and provided by package
-managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
-may not be supported at the moment (this is a work in progress).
+- **Firmware update**
 
-`Mellanox OFED
-<http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux_sw_drivers>`_
-includes the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
-only libibverbs, libmlx4 and mlnx-ofed-kernel packages are required from
-that distribution.
+  Mellanox OFED releases include firmware updates for ConnectX-3 adapters.
+
+  Because each release provides new features, these updates must be applied to
+  match the kernel modules and libraries they come with.
 
 .. note::
 
    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
    licensed.
 
+Depending on system constraints and user preferences either RDMA core library
+with a recent enough Linux kernel release (recommended) or Mellanox OFED,
+which provides compatibility with older releases.
+
+Current RDMA core package and Linux kernel (recommended)
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+- Minimal Linux kernel version: 4.14.
+- Minimal RDMA core version: v15 (see `RDMA core installation documentation`_).
+
+- Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
+
+    cd build
+    CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
+    ninja
+
+.. _`RDMA core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
+
+If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
+thanks to these environment variables:
+
+   - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
+   - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
+   - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
+
+.. _Mellanox_OFED_as_a_fallback:
+
+Mellanox OFED as a fallback
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+- `Mellanox OFED`_ version: **4.4, 4.5**.
+- firmware version: **2.42.5000** and above.
+
+.. _`Mellanox OFED`: http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux_sw_drivers
+
+.. note::
+
+   Several versions of Mellanox OFED are available. Installing the version
+   this DPDK release was developed and tested against is strongly
+   recommended. Please check the `prerequisites`_.
+
+Installing Mellanox OFED
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+1. Download latest Mellanox OFED.
+
+2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
+   only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED:
+
+   For bare metal use:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ./mlnxofedinstall --dpdk --upstream-libs
+
+   For SR-IOV hypervisors use:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ./mlnxofedinstall --dpdk --upstream-libs --enable-sriov --hypervisor
+
+   For SR-IOV virtual machine use:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ./mlnxofedinstall --dpdk --upstream-libs --guest
+
+3. Verify the firmware is the correct one:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ibv_devinfo
+
+4. Set all ports links to Ethernet, follow instructions on the screen:
+
+   .. code-block:: console
+
+        connectx_port_config
+
+5. Continue with :ref:`section 2 of the Quick Start Guide <QSG_2>`.
+
+Supported NICs
+--------------
+
+* Mellanox(R) ConnectX(R)-3 Pro 40G MCX354A-FCC_Ax (2*40G)
+
+.. _qsg:
+
+Quick Start Guide
+-----------------
+
+1. Set all ports links to Ethernet
+
+   .. code-block:: console
+
+        PCI=<NIC PCI address>
+        echo eth > "/sys/bus/pci/devices/$PCI/mlx4_port0"
+        echo eth > "/sys/bus/pci/devices/$PCI/mlx4_port1"
+
+   .. note::
+
+        If using Mellanox OFED one can permanently set the port link
+        to Ethernet using connectx_port_config tool provided by it.
+        :ref:`Mellanox_OFED_as_a_fallback`:
+
+.. _QSG_2:
+
+2. In case of bare metal or hypervisor, configure optimized steering mode
+   by adding the following line to ``/etc/modprobe.d/mlx4_core.conf``:
+
+   .. code-block:: console
+
+        options mlx4_core log_num_mgm_entry_size=-7
+
+   .. note::
+
+        If VLAN filtering is used, set log_num_mgm_entry_size=-1.
+        Performance degradation can occur on this case.
+
+3. Restart the driver:
+
+   .. code-block:: console
+
+        /etc/init.d/openibd restart
+
+   or:
+
+   .. code-block:: console
+
+        service openibd restart
+
+4. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
+   :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
+
+Performance tuning
+------------------
+
+1. Verify the optimized steering mode is configured:
+
+  .. code-block:: console
+
+        cat /sys/module/mlx4_core/parameters/log_num_mgm_entry_size
+
+2. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
+   for better performance. For VMs, verify that the right CPU
+   and NUMA node are pinned according to the above. Run:
+
+   .. code-block:: console
+
+        lstopo-no-graphics
+
+   to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
+
+3. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
+   to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
+   it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
+   This in order to forward packets from one to the other without
+   NUMA performance penalty.
+
+4. Disable pause frames:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ethtool -A <netdev> rx off tx off
+
+5. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
+   via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
+   information about the settings.
+
+.. note::
+
+        On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
+        to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
+        done in the following way:
+
+        To query the read request size use:
+
+        .. code-block:: console
+
+                setpci -s <NIC PCI address> 68.w
+
+        If the output is different than 3XXX, set it by:
+
+        .. code-block:: console
+
+                setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
+
+        The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
+        according to the setpci output.
+
+6. To minimize overhead of searching Memory Regions:
+
+   - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
+   - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
+   - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
+
 Usage example
 -------------
 
@@ -213,6 +409,13 @@ devices managed by librte_pmd_mlx4.
 
       modprobe -a ib_uverbs mlx4_en mlx4_core mlx4_ib
 
+   Alternatively if MLNX_OFED is fully installed, the following script can
+   be run:
+
+   .. code-block:: console
+
+      /etc/init.d/openibd restart
+
    .. note::
 
       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
@@ -270,7 +473,7 @@ devices managed by librte_pmd_mlx4.
 
    .. code-block:: console
 
-      testpmd -c 0xff00 -n 4 -w 0000:83:00.0 -w 0000:84:00.0 -- --rxq=2 --txq=2 -i
+      testpmd -l 8-15 -n 4 -w 0000:83:00.0 -w 0000:84:00.0 -- --rxq=2 --txq=2 -i
 
    Example output: