5bc472faa955571362f5c0973d6692fff32b47a5
[dpdk.git] / doc / guides / nics / ice.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright(c) 2018 Intel Corporation.
3
4 ICE Poll Mode Driver
5 ======================
6
7 The ice PMD (**librte_net_ice**) provides poll mode driver support for
8 10/25/50/100 Gbps Intel® Ethernet 800 Series Network Adapters based on
9 the Intel Ethernet Controller E810 and Intel Ethernet Connection E822/E823.
10
11 Linux Prerequisites
12 -------------------
13
14 - Follow the DPDK :ref:`Getting Started Guide for Linux <linux_gsg>` to setup the basic DPDK environment.
15
16 - To get better performance on Intel platforms, please follow the "How to get best performance with NICs on Intel platforms"
17   section of the :ref:`Getting Started Guide for Linux <linux_gsg>`.
18
19 - Please follow the matching list to download specific kernel driver, firmware and DDP package from
20   `https://www.intel.com/content/www/us/en/search.html?ws=text#q=e810&t=Downloads&layout=table`.
21
22 - To understand what is DDP package and how it works, please review `Intel® Ethernet Controller E810 Dynamic
23   Device Personalization (DDP) for Telecommunications Technology Guide <https://cdrdv2.intel.com/v1/dl/getContent/617015>`_.
24
25 - To understand DDP for COMMs usage with DPDK, please review `Intel® Ethernet 800 Series Telecommunication (Comms)
26   Dynamic Device Personalization (DDP) Package <https://cdrdv2.intel.com/v1/dl/getContent/618651>`_.
27
28 Windows Prerequisites
29 ---------------------
30
31 - Follow the DPDK `Getting Started Guide for Windows <https://doc.dpdk.org/guides/windows_gsg/index.html>`_ to setup the basic DPDK environment.
32
33 - Identify the Intel® Ethernet adapter and get the latest NVM/FW version.
34
35 - To access any Intel® Ethernet hardware, load the NetUIO driver in place of existing built-in (inbox) driver.
36
37 - To load NetUIO driver, follow the steps mentioned in `dpdk-kmods repository
38   <https://git.dpdk.org/dpdk-kmods/tree/windows/netuio/README.rst>`_.
39
40 - Loading of private Dynamic Device Personalization (DDP) package is not supported on Windows.
41
42
43 Recommended Matching List
44 -------------------------
45
46 It is highly recommended to upgrade the ice kernel driver, firmware and DDP package
47 to avoid the compatibility issues with ice PMD.
48 Here is the suggested matching list which has been tested and verified.
49 The detailed information can refer to chapter Tested Platforms/Tested NICs in release notes.
50
51    +-----------+---------------+-----------------+-----------+--------------+-----------+
52    |    DPDK   | Kernel Driver | OS Default DDP  | COMMS DDP | Wireless DDP | Firmware  |
53    +===========+===============+=================+===========+==============+===========+
54    |    20.11  |     1.3.2     |      1.3.20     |  1.3.24   |      N/A     |    2.3    |
55    +-----------+---------------+-----------------+-----------+--------------+-----------+
56    |    21.02  |     1.4.11    |      1.3.24     |  1.3.28   |    1.3.4     |    2.4    |
57    +-----------+---------------+-----------------+-----------+--------------+-----------+
58    |    21.05  |     1.6.5     |      1.3.26     |  1.3.30   |    1.3.6     |    3.0    |
59    +-----------+---------------+-----------------+-----------+--------------+-----------+
60
61 Pre-Installation Configuration
62 ------------------------------
63
64
65 Runtime Config Options
66 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
67
68 - ``Safe Mode Support`` (default ``0``)
69
70   If driver failed to load OS package, by default driver's initialization failed.
71   But if user intend to use the device without OS package, user can take ``devargs``
72   parameter ``safe-mode-support``, for example::
73
74     -a 80:00.0,safe-mode-support=1
75
76   Then the driver will be initialized successfully and the device will enter Safe Mode.
77   NOTE: In Safe mode, only very limited features are available, features like RSS,
78   checksum, fdir, tunneling ... are all disabled.
79
80 - ``Generic Flow Pipeline Mode Support`` (default ``0``)
81
82   In pipeline mode, a flow can be set at one specific stage by setting parameter
83   ``priority``. Currently, we support two stages: priority = 0 or !0. Flows with
84   priority 0 located at the first pipeline stage which typically be used as a firewall
85   to drop the packet on a blocklist(we called it permission stage). At this stage,
86   flow rules are created for the device's exact match engine: switch. Flows with priority
87   !0 located at the second stage, typically packets are classified here and be steered to
88   specific queue or queue group (we called it distribution stage), At this stage, flow
89   rules are created for device's flow director engine.
90   For none-pipeline mode, ``priority`` is ignored, a flow rule can be created as a flow director
91   rule or a switch rule depends on its pattern/action and the resource allocation situation,
92   all flows are virtually at the same pipeline stage.
93   By default, generic flow API is enabled in none-pipeline mode, user can choose to
94   use pipeline mode by setting ``devargs`` parameter ``pipeline-mode-support``,
95   for example::
96
97     -a 80:00.0,pipeline-mode-support=1
98
99 - ``Protocol extraction for per queue``
100
101   Configure the RX queues to do protocol extraction into mbuf for protocol
102   handling acceleration, like checking the TCP SYN packets quickly.
103
104   The argument format is::
105
106       -a 18:00.0,proto_xtr=<queues:protocol>[<queues:protocol>...]
107       -a 18:00.0,proto_xtr=<protocol>
108
109   Queues are grouped by ``(`` and ``)`` within the group. The ``-`` character
110   is used as a range separator and ``,`` is used as a single number separator.
111   The grouping ``()`` can be omitted for single element group. If no queues are
112   specified, PMD will use this protocol extraction type for all queues.
113
114   Protocol is : ``vlan, ipv4, ipv6, ipv6_flow, tcp, ip_offset``.
115
116   .. code-block:: console
117
118     dpdk-testpmd -a 18:00.0,proto_xtr='[(1,2-3,8-9):tcp,10-13:vlan]'
119
120   This setting means queues 1, 2-3, 8-9 are TCP extraction, queues 10-13 are
121   VLAN extraction, other queues run with no protocol extraction.
122
123   .. code-block:: console
124
125     dpdk-testpmd -a 18:00.0,proto_xtr=vlan,proto_xtr='[(1,2-3,8-9):tcp,10-23:ipv6]'
126
127   This setting means queues 1, 2-3, 8-9 are TCP extraction, queues 10-23 are
128   IPv6 extraction, other queues use the default VLAN extraction.
129
130   The extraction metadata is copied into the registered dynamic mbuf field, and
131   the related dynamic mbuf flags is set.
132
133   .. table:: Protocol extraction : ``vlan``
134
135    +----------------------------+----------------------------+
136    |           VLAN2            |           VLAN1            |
137    +======+===+=================+======+===+=================+
138    |  PCP | D |       VID       |  PCP | D |       VID       |
139    +------+---+-----------------+------+---+-----------------+
140
141   VLAN1 - single or EVLAN (first for QinQ).
142
143   VLAN2 - C-VLAN (second for QinQ).
144
145   .. table:: Protocol extraction : ``ipv4``
146
147    +----------------------------+----------------------------+
148    |           IPHDR2           |           IPHDR1           |
149    +======+=======+=============+==============+=============+
150    |  Ver |Hdr Len|    ToS      |      TTL     |  Protocol   |
151    +------+-------+-------------+--------------+-------------+
152
153   IPHDR1 - IPv4 header word 4, "TTL" and "Protocol" fields.
154
155   IPHDR2 - IPv4 header word 0, "Ver", "Hdr Len" and "Type of Service" fields.
156
157   .. table:: Protocol extraction : ``ipv6``
158
159    +----------------------------+----------------------------+
160    |           IPHDR2           |           IPHDR1           |
161    +=====+=============+========+=============+==============+
162    | Ver |Traffic class|  Flow  | Next Header |   Hop Limit  |
163    +-----+-------------+--------+-------------+--------------+
164
165   IPHDR1 - IPv6 header word 3, "Next Header" and "Hop Limit" fields.
166
167   IPHDR2 - IPv6 header word 0, "Ver", "Traffic class" and high 4 bits of
168   "Flow Label" fields.
169
170   .. table:: Protocol extraction : ``ipv6_flow``
171
172    +----------------------------+----------------------------+
173    |           IPHDR2           |           IPHDR1           |
174    +=====+=============+========+============================+
175    | Ver |Traffic class|            Flow Label               |
176    +-----+-------------+-------------------------------------+
177
178   IPHDR1 - IPv6 header word 1, 16 low bits of the "Flow Label" field.
179
180   IPHDR2 - IPv6 header word 0, "Ver", "Traffic class" and high 4 bits of
181   "Flow Label" fields.
182
183   .. table:: Protocol extraction : ``tcp``
184
185    +----------------------------+----------------------------+
186    |           TCPHDR2          |           TCPHDR1          |
187    +============================+======+======+==============+
188    |          Reserved          |Offset|  RSV |     Flags    |
189    +----------------------------+------+------+--------------+
190
191   TCPHDR1 - TCP header word 6, "Data Offset" and "Flags" fields.
192
193   TCPHDR2 - Reserved
194
195   .. table:: Protocol extraction : ``ip_offset``
196
197    +----------------------------+----------------------------+
198    |           IPHDR2           |           IPHDR1           |
199    +============================+============================+
200    |       IPv6 HDR Offset      |       IPv4 HDR Offset      |
201    +----------------------------+----------------------------+
202
203   IPHDR1 - Outer/Single IPv4 Header offset.
204
205   IPHDR2 - Outer/Single IPv6 Header offset.
206
207   Use ``rte_net_ice_dynf_proto_xtr_metadata_get`` to access the protocol
208   extraction metadata, and use ``RTE_PKT_RX_DYNF_PROTO_XTR_*`` to get the
209   metadata type of ``struct rte_mbuf::ol_flags``.
210
211   The ``rte_net_ice_dump_proto_xtr_metadata`` routine shows how to
212   access the protocol extraction result in ``struct rte_mbuf``.
213
214 - ``Hardware debug mask log support`` (default ``0``)
215
216   User can enable the related hardware debug mask such as ICE_DBG_NVM::
217
218     -a 0000:88:00.0,hw_debug_mask=0x80 --log-level=pmd.net.ice.driver:8
219
220   These ICE_DBG_XXX are defined in ``drivers/net/ice/base/ice_type.h``.
221
222 Driver compilation and testing
223 ------------------------------
224
225 Refer to the document :ref:`compiling and testing a PMD for a NIC <pmd_build_and_test>`
226 for details.
227
228 Features
229 --------
230
231 Vector PMD
232 ~~~~~~~~~~
233
234 Vector PMD for RX and TX path are selected automatically. The paths
235 are chosen based on 2 conditions.
236
237 - ``CPU``
238   On the X86 platform, the driver checks if the CPU supports AVX2.
239   If it's supported, AVX2 paths will be chosen. If not, SSE is chosen.
240   If the CPU supports AVX512 and EAL argument ``--force-max-simd-bitwidth``
241   is set to 512, AVX512 paths will be chosen.
242
243 - ``Offload features``
244   The supported HW offload features are described in the document ice.ini,
245   A value "P" means the offload feature is not supported by vector path.
246   If any not supported features are used, ICE vector PMD is disabled and the
247   normal paths are chosen.
248
249 Malicious driver detection (MDD)
250 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
251
252 It's not appropriate to send a packet, if this packet's destination MAC address
253 is just this port's MAC address. If SW tries to send such packets, HW will
254 report a MDD event and drop the packets.
255
256 The APPs based on DPDK should avoid providing such packets.
257
258 Device Config Function (DCF)
259 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
260
261 This section demonstrates ICE DCF PMD, which shares the core module with ICE
262 PMD and iAVF PMD.
263
264 A DCF (Device Config Function) PMD bounds to the device's trusted VF with ID 0,
265 it can act as a sole controlling entity to exercise advance functionality (such
266 as switch, ACL) for the rest VFs.
267
268 The DCF PMD needs to advertise and acquire DCF capability which allows DCF to
269 send AdminQ commands that it would like to execute over to the PF and receive
270 responses for the same from PF.
271
272 .. _figure_ice_dcf:
273
274 .. figure:: img/ice_dcf.*
275
276    DCF Communication flow.
277
278 #. Create the VFs::
279
280       echo 4 > /sys/bus/pci/devices/0000\:18\:00.0/sriov_numvfs
281
282 #. Enable the VF0 trust on::
283
284       ip link set dev enp24s0f0 vf 0 trust on
285
286 #. Bind the VF0,  and run testpmd with 'cap=dcf' devarg::
287
288       dpdk-testpmd -l 22-25 -n 4 -a 18:01.0,cap=dcf -- -i
289
290 #. Monitor the VF2 interface network traffic::
291
292       tcpdump -e -nn -i enp24s1f2
293
294 #. Create one flow to redirect the traffic to VF2 by DCF::
295
296       flow create 0 priority 0 ingress pattern eth / ipv4 src is 192.168.0.2 \
297       dst is 192.168.0.3 / end actions vf id 2 / end
298
299 #. Send the packet, and it should be displayed on tcpdump::
300
301       sendp(Ether(src='3c:fd:fe:aa:bb:78', dst='00:00:00:01:02:03')/IP(src=' \
302       192.168.0.2', dst="192.168.0.3")/TCP(flags='S')/Raw(load='XXXXXXXXXX'), \
303       iface="enp24s0f0", count=10)
304
305 Sample Application Notes
306 ------------------------
307
308 Vlan filter
309 ~~~~~~~~~~~
310
311 Vlan filter only works when Promiscuous mode is off.
312
313 To start ``testpmd``, and add vlan 10 to port 0:
314
315 .. code-block:: console
316
317     ./app/dpdk-testpmd -l 0-15 -n 4 -- -i
318     ...
319
320     testpmd> rx_vlan add 10 0
321
322 Limitations or Known issues
323 ---------------------------
324
325 The Intel E810 requires a programmable pipeline package be downloaded
326 by the driver to support normal operations. The E810 has a limited
327 functionality built in to allow PXE boot and other use cases, but the
328 driver must download a package file during the driver initialization
329 stage.
330
331 The default DDP package file name is ice.pkg. For a specific NIC, the
332 DDP package supposed to be loaded can have a filename: ice-xxxxxx.pkg,
333 where 'xxxxxx' is the 64-bit PCIe Device Serial Number of the NIC. For
334 example, if the NIC's device serial number is 00-CC-BB-FF-FF-AA-05-68,
335 the device-specific DDP package filename is ice-00ccbbffffaa0568.pkg
336 (in hex and all low case). During initialization, the driver searches
337 in the following paths in order: /lib/firmware/updates/intel/ice/ddp
338 and /lib/firmware/intel/ice/ddp. The corresponding device-specific DDP
339 package will be downloaded first if the file exists. If not, then the
340 driver tries to load the default package. The type of loaded package
341 is stored in ``ice_adapter->active_pkg_type``.
342
343 A symbolic link to the DDP package file is also ok. The same package
344 file is used by both the kernel driver and the DPDK PMD.
345
346    .. Note::
347
348       Windows support: The DDP package is not supported on Windows so,
349       loading of the package is disabled on Windows.