doc/guides/dmadevs/idxd.rst

   1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2     Copyright(c) 2021 Intel Corporation.
   3
   4 .. include:: <isonum.txt>
   5
   6 IDXD DMA Device Driver
   7 ======================
   8
   9 The ``idxd`` dmadev driver provides a poll-mode driver (PMD) for Intel\ |reg|
  10 Data Streaming Accelerator `(Intel DSA)
  11 <https://software.intel.com/content/www/us/en/develop/articles/intel-data-streaming-accelerator-architecture-specification.html>`_.
  12 This PMD can be used in conjunction with Intel\ |reg| DSA devices to offload
  13 data operations, such as data copies, to hardware, freeing up CPU cycles for
  14 other tasks.
  15
  16 Hardware Requirements
  17 ----------------------
  18
  19 The ``dpdk-devbind.py`` script, included with DPDK, can be used to show the
  20 presence of supported hardware. Running ``dpdk-devbind.py --status-dev dma``
  21 will show all the DMA devices on the system, including IDXD supported devices.
  22 Intel\ |reg| DSA devices, are currently (at time of writing) appearing
  23 as devices with type “0b25”, due to the absence of pci-id database entries for
  24 them at this point.
  25
  26 Compilation
  27 ------------
  28
  29 For builds using ``meson`` and ``ninja``, the driver will be built when the
  30 target platform is x86-based. No additional compilation steps are necessary.
  31
  32 Device Setup
  33 -------------
  34
  35 Intel\ |reg| DSA devices can use the IDXD kernel driver or DPDK-supported drivers,
  36 such as ``vfio-pci``. Both are supported by the IDXD PMD.
  37
  38 Intel\ |reg| DSA devices using IDXD kernel driver
  39 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  40
  41 To use an Intel\ |reg| DSA device bound to the IDXD kernel driver, the device must first be configured.
  42 The `accel-config <https://github.com/intel/idxd-config>`_ utility library can be used for configuration.
  43
  44 .. note::
  45         The device configuration can also be done by directly interacting with the sysfs nodes.
  46         An example of how this may be done can be seen in the script ``dpdk_idxd_cfg.py``
  47         included in the driver source directory.
  48
  49 There are some mandatory configuration steps before being able to use a device with an application.
  50 The internal engines, which do the copies or other operations,
  51 and the work-queues, which are used by applications to assign work to the device,
  52 need to be assigned to groups, and the various other configuration options,
  53 such as priority or queue depth, need to be set for each queue.
  54
  55 To assign an engine to a group::
  56
  57         $ accel-config config-engine dsa0/engine0.0 --group-id=0
  58         $ accel-config config-engine dsa0/engine0.1 --group-id=1
  59
  60 To assign work queues to groups for passing descriptors to the engines a similar accel-config command can be used.
  61 However, the work queues also need to be configured depending on the use case.
  62 Some configuration options include:
  63
  64 * mode (Dedicated/Shared): Indicates whether a WQ may accept jobs from multiple queues simultaneously.
  65 * priority: WQ priority between 1 and 15. Larger value means higher priority.
  66 * wq-size: the size of the WQ. Sum of all WQ sizes must be less that the total-size defined by the device.
  67 * type: WQ type (kernel/mdev/user). Determines how the device is presented.
  68 * name: identifier given to the WQ.
  69
  70 Example configuration for a work queue::
  71
  72         $ accel-config config-wq dsa0/wq0.0 --group-id=0 \
  73            --mode=dedicated --priority=10 --wq-size=8 \
  74            --type=user --name=dpdk_app1
  75
  76 Once the devices have been configured, they need to be enabled::
  77
  78         $ accel-config enable-device dsa0
  79         $ accel-config enable-wq dsa0/wq0.0
  80
  81 Check the device configuration::
  82
  83         $ accel-config list
  84
  85 Devices using VFIO/UIO drivers
  86 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  87
  88 The HW devices to be used will need to be bound to a user-space IO driver for use.
  89 The ``dpdk-devbind.py`` script can be used to view the state of the devices
  90 and to bind them to a suitable DPDK-supported driver, such as ``vfio-pci``.
  91 For example::
  92
  93         $ dpdk-devbind.py -b vfio-pci 6a:01.0
  94
  95 Device Probing and Initialization
  96 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  97
  98 For devices bound to a suitable DPDK-supported VFIO/UIO driver, the HW devices will
  99 be found as part of the device scan done at application initialization time without
 100 the need to pass parameters to the application.
 101
 102 For Intel\ |reg| DSA devices, DPDK will automatically configure the device with the
 103 maximum number of workqueues available on it, partitioning all resources equally
 104 among the queues.
 105 If fewer workqueues are required, then the ``max_queues`` parameter may be passed to
 106 the device driver on the EAL commandline, via the ``allowlist`` or ``-a`` flag e.g.::
 107
 108         $ dpdk-test -a <b:d:f>,max_queues=4
 109
 110 For devices bound to the IDXD kernel driver,
 111 the DPDK IDXD driver will automatically perform a scan for available workqueues
 112 to use. Any workqueues found listed in ``/dev/dsa`` on the system will be checked
 113 in ``/sys``, and any which have ``dpdk_`` prefix in their name will be automatically
 114 probed by the driver to make them available to the application.
 115 Alternatively, to support use by multiple DPDK processes simultaneously,
 116 the value used as the DPDK ``--file-prefix`` parameter may be used as a workqueue
 117 name prefix, instead of ``dpdk_``, allowing each DPDK application instance to only
 118 use a subset of configured queues.
 119
 120 Additionally, the -a (allowlist) or -b (blocklist) commandline parameters
 121 are also available to further restrict the device list that will be used.
 122 If the -a option is used, then any device that passes the ``dpdk_``
 123 or ``--file-prefix`` prefix condition must also be present in the allow list.
 124 Similarly, when the block list is used,
 125 any device that passes the prefix condition must not be in the block list.
 126 For example, to only use ``wq0.3``, assuming the name prefix condition is met::
 127
 128         $ dpdk-test -a wq0.3
 129
 130 Once probed successfully, irrespective of kernel driver, the device will appear as a ``dmadev``,
 131 that is a "DMA device type" inside DPDK, and can be accessed using APIs from the
 132 ``rte_dmadev`` library.
 133
 134 Using IDXD DMAdev Devices
 135 --------------------------
 136
 137 To use the devices from an application, the dmadev API can be used.
 138
 139 Device Configuration
 140 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 141
 142 IDXD configuration requirements:
 143
 144 * ``ring_size`` must be a power of two, between 64 and 4096.
 145 * Only one ``vchan`` is supported per device (work queue).
 146 * IDXD devices do not support silent mode.
 147 * The transfer direction must be set to ``RTE_DMA_DIR_MEM_TO_MEM`` to copy from memory to memory.
 148
 149 Once configured, the device can then be made ready for use by calling the
 150 ``rte_dma_start()`` API.
 151
 152 Performing Data Copies
 153 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 154
 155 Refer to the :ref:`Enqueue / Dequeue APIs <dmadev_enqueue_dequeue>` section of the dmadev library
 156 documentation for details on operation enqueue, submission and completion API usage.
 157
 158 It is expected that, for efficiency reasons, a burst of operations will be enqueued to the
 159 device via multiple enqueue calls between calls to the ``rte_dma_submit()`` function.
 160
 161 When gathering completions, ``rte_dma_completed()`` should be used, up until the point an error
 162 occurs in an operation. If an error was encountered, ``rte_dma_completed_status()`` must be used
 163 to kick the device off to continue processing operations and also to gather the status of each
 164 individual operations which is filled in to the ``status`` array provided as parameter by the
 165 application.
 166
 167 The following status codes are supported by IDXD:
 168
 169 * ``RTE_DMA_STATUS_SUCCESSFUL``: The operation was successful.
 170 * ``RTE_DMA_STATUS_INVALID_OPCODE``: The operation failed due to an invalid operation code.
 171 * ``RTE_DMA_STATUS_INVALID_LENGTH``: The operation failed due to an invalid data length.
 172 * ``RTE_DMA_STATUS_NOT_ATTEMPTED``: The operation was not attempted.
 173 * ``RTE_DMA_STATUS_ERROR_UNKNOWN``: The operation failed due to an unspecified error.
 174
 175 The following code shows how to retrieve the number of successfully completed
 176 copies within a burst and then using ``rte_dma_completed_status()`` to check
 177 which operation failed and kick off the device to continue processing operations:
 178
 179 .. code-block:: C
 180
 181    enum rte_dma_status_code status[COMP_BURST_SZ];
 182    uint16_t count, idx, status_count;
 183    bool error = 0;
 184
 185    count = rte_dma_completed(dev_id, vchan, COMP_BURST_SZ, &idx, &error);
 186
 187    if (error){
 188       status_count = rte_dma_completed_status(dev_id, vchan, COMP_BURST_SZ, &idx, status);
 189    }