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