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 - ``1PPS out support``
 223
 224   The E810 supports four single-ended GPIO signals (SDP[20:23]). The 1PPS
 225   signal outputs via SDP[20:23]. User can select GPIO pin index flexibly.
 226   Pin index 0 means SDP20, 1 means SDP21 and so on. For example::
 227
 228     -a af:00.0,pps_out='[pin:0]'
 229
 230 - ``Low Rx latency`` (default ``0``)
 231
 232   vRAN workloads require low latency DPDK interface for the front haul
 233   interface connection to Radio. By specifying ``1`` for parameter
 234   ``rx_low_latency``, each completed Rx descriptor can be written immediately
 235   to host memory and the Rx interrupt latency can be reduced to 2us::
 236
 237     -a 0000:88:00.0,rx_low_latency=1
 238
 239   As a trade-off, this configuration may cause the packet processing performance
 240   degradation due to the PCI bandwidth limitation.
 241
 242 Driver compilation and testing
 243 ------------------------------
 244
 245 Refer to the document :ref:`compiling and testing a PMD for a NIC <pmd_build_and_test>`
 246 for details.
 247
 248 Features
 249 --------
 250
 251 Vector PMD
 252 ~~~~~~~~~~
 253
 254 Vector PMD for RX and TX path are selected automatically. The paths
 255 are chosen based on 2 conditions.
 256
 257 - ``CPU``
 258   On the X86 platform, the driver checks if the CPU supports AVX2.
 259   If it's supported, AVX2 paths will be chosen. If not, SSE is chosen.
 260   If the CPU supports AVX512 and EAL argument ``--force-max-simd-bitwidth``
 261   is set to 512, AVX512 paths will be chosen.
 262
 263 - ``Offload features``
 264   The supported HW offload features are described in the document ice.ini,
 265   A value "P" means the offload feature is not supported by vector path.
 266   If any not supported features are used, ICE vector PMD is disabled and the
 267   normal paths are chosen.
 268
 269 Malicious driver detection (MDD)
 270 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 271
 272 It's not appropriate to send a packet, if this packet's destination MAC address
 273 is just this port's MAC address. If SW tries to send such packets, HW will
 274 report a MDD event and drop the packets.
 275
 276 The APPs based on DPDK should avoid providing such packets.
 277
 278 Device Config Function (DCF)
 279 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 280
 281 This section demonstrates ICE DCF PMD, which shares the core module with ICE
 282 PMD and iAVF PMD.
 283
 284 A DCF (Device Config Function) PMD bounds to the device's trusted VF with ID 0,
 285 it can act as a sole controlling entity to exercise advance functionality (such
 286 as switch, ACL) for the rest VFs.
 287
 288 The DCF PMD needs to advertise and acquire DCF capability which allows DCF to
 289 send AdminQ commands that it would like to execute over to the PF and receive
 290 responses for the same from PF.
 291
 292 .. _figure_ice_dcf:
 293
 294 .. figure:: img/ice_dcf.*
 295
 296    DCF Communication flow.
 297
 298 #. Create the VFs::
 299
 300       echo 4 > /sys/bus/pci/devices/0000\:18\:00.0/sriov_numvfs
 301
 302 #. Enable the VF0 trust on::
 303
 304       ip link set dev enp24s0f0 vf 0 trust on
 305
 306 #. Bind the VF0,  and run testpmd with 'cap=dcf' devarg::
 307
 308       dpdk-testpmd -l 22-25 -n 4 -a 18:01.0,cap=dcf -- -i
 309
 310 #. Monitor the VF2 interface network traffic::
 311
 312       tcpdump -e -nn -i enp24s1f2
 313
 314 #. Create one flow to redirect the traffic to VF2 by DCF::
 315
 316       flow create 0 priority 0 ingress pattern eth / ipv4 src is 192.168.0.2 \
 317       dst is 192.168.0.3 / end actions vf id 2 / end
 318
 319 #. Send the packet, and it should be displayed on tcpdump::
 320
 321       sendp(Ether(src='3c:fd:fe:aa:bb:78', dst='00:00:00:01:02:03')/IP(src=' \
 322       192.168.0.2', dst="192.168.0.3")/TCP(flags='S')/Raw(load='XXXXXXXXXX'), \
 323       iface="enp24s0f0", count=10)
 324
 325 Sample Application Notes
 326 ------------------------
 327
 328 Vlan filter
 329 ~~~~~~~~~~~
 330
 331 Vlan filter only works when Promiscuous mode is off.
 332
 333 To start ``testpmd``, and add vlan 10 to port 0:
 334
 335 .. code-block:: console
 336
 337     ./app/dpdk-testpmd -l 0-15 -n 4 -- -i
 338     ...
 339
 340     testpmd> rx_vlan add 10 0
 341
 342 Limitations or Known issues
 343 ---------------------------
 344
 345 The Intel E810 requires a programmable pipeline package be downloaded
 346 by the driver to support normal operations. The E810 has a limited
 347 functionality built in to allow PXE boot and other use cases, but the
 348 driver must download a package file during the driver initialization
 349 stage.
 350
 351 The default DDP package file name is ice.pkg. For a specific NIC, the
 352 DDP package supposed to be loaded can have a filename: ice-xxxxxx.pkg,
 353 where 'xxxxxx' is the 64-bit PCIe Device Serial Number of the NIC. For
 354 example, if the NIC's device serial number is 00-CC-BB-FF-FF-AA-05-68,
 355 the device-specific DDP package filename is ice-00ccbbffffaa0568.pkg
 356 (in hex and all low case). During initialization, the driver searches
 357 in the following paths in order: /lib/firmware/updates/intel/ice/ddp
 358 and /lib/firmware/intel/ice/ddp. The corresponding device-specific DDP
 359 package will be downloaded first if the file exists. If not, then the
 360 driver tries to load the default package. The type of loaded package
 361 is stored in ``ice_adapter->active_pkg_type``.
 362
 363 A symbolic link to the DDP package file is also ok. The same package
 364 file is used by both the kernel driver and the DPDK PMD.
 365
 366    .. Note::
 367
 368       Windows support: The DDP package is not supported on Windows so,
 369       loading of the package is disabled on Windows.