doc: add l3fwd-graph application user guide
[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
103 Limitations
104 -----------
105
106 - For secondary process:
107
108   - Forked secondary process not supported.
109   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
110     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
111     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
112     process. If the external memory is registered by primary process but has
113     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
114
115 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
116   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
117
118   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
119   Meaning, the flow rule::
120
121         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
122
123   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
124
125         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
126
127   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
128
129 - VLAN pop offload command:
130
131   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
132     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
133   - The command is not supported on egress traffic.
134
135 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
136
137 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
138
139 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
140   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
141   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
142   inline settings) to 58.
143
144 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
145   to 0 are not supported.
146
147 - VXLAN TSO and checksum offloads are not supported on VM.
148
149 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
150
151 - Match on Geneve header supports the following fields only:
152
153      - VNI
154      - OAM
155      - protocol type
156      - options length
157        Currently, the only supported options length value is 0.
158
159 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
160   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
161
162 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
163
164      - msg_type
165      - teid
166
167 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
168   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
169
170 .. note::
171
172    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
173    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
174    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
175    remain present and should be removed manually by other means.
176
177 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
178   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
179   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
180   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
181   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
182   holds the external buffers may be corrupted.
183
184 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
185   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
186   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
187
188 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
189   and allmulticast mode are both set to off.
190   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
191   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
192
193 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
194   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
195
196   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
197   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
198
199   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
200   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
201   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
202   which is intended to be used by the application.
203
204   To query the supported specific flags in runtime,
205   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
206   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
207   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
208
209     - application starts
210     - probe the devices, ports are created
211     - query the port capabilities
212     - if port supporting the feature is found
213     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
214     - application starts the ports
215     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
216       enables the feature support in datapath
217     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
218       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
219
220 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
221   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
222   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
223   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
224   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
225
226 - E-Switch decapsulation Flow:
227
228   - can be applied to PF port only.
229   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
230   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
231
232 - E-Switch  encapsulation Flow:
233
234   - can be applied to VF ports only.
235   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
236
237 - Raw encapsulation:
238
239   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
240
241 - Raw decapsulation:
242
243   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
244   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
245   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
246
247 - ICMP/ICMP6 code/type matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
248   mutually exclusive features which cannot be supported together
249   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
250
251 - LRO:
252
253   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
254   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
255   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
256     TCP header (122B).
257   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
258     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
259
260 Statistics
261 ----------
262
263 MLX5 supports various methods to report statistics:
264
265 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.
266
267 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.
268
269 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.
270
271 Configuration
272 -------------
273
274 Compilation options
275 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
276
277 These options can be modified in the ``.config`` file.
278
279 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
280
281   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
282
283 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN`` (default **n**)
284
285   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
286   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
287   on the target system.
288
289   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
290   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
291   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
292   missing with ``ldd(1)``.
293
294   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
295   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
296   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
297   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
298   default empty string (``""``).
299
300   This option has no performance impact.
301
302 - ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_STATIC`` (default **n**)
303
304   Embed static flavor of the dependencies **libibverbs** and **libmlx5**
305   in the PMD shared library or the executable static binary.
306
307 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
308
309   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
310   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
311   lower performance.
312
313 .. note::
314
315    For BlueField, target should be set to ``arm64-bluefield-linux-gcc``. This
316    will enable ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` and set ``RTE_CACHE_LINE_SIZE`` to
317    64. Default armv8a configuration of make build and meson build set it to 128
318    then brings performance degradation.
319
320 This option is available in meson:
321
322 - ``ibverbs_link`` can be ``static``, ``shared``, or ``dlopen``.
323
324 Environment variables
325 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
326
327 - ``MLX5_GLUE_PATH``
328
329   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
330   separated by colons or semi-colons.
331
332   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_IBVERBS_LINK_DLOPEN``
333   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
334   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
335
336 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
337
338   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
339
340   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
341   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
342   becomes full, but it depends on CPU design.
343
344   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
345   after updating the register so that the update can be immediately visible to
346   HW.
347
348   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
349   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
350   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
351   slightly decline.
352
353 Run-time configuration
354 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
355
356 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
357   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
358   reception.
359
360 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
361
362 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
363
364   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
365   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
366
367   Supported on:
368
369   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
370     and BlueField.
371   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
372     and BlueField.
373
374 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
375
376   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
377   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
378   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
379   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
380   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
381   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
382   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
383   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
384   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
385   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
386   parameter. Disabled by default.
387
388   Supported on:
389
390   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
391
392 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
393
394   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
395   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
396   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
397   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
398   default.
399
400   Supported on:
401
402   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
403     and BlueField.
404   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
405     and BlueField.
406
407 - ``mprq_en`` parameter [int]
408
409   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
410   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
411   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
412
413   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
414   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
415   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
416   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
417   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
418   small-packet traffic.
419
420   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
421   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
422   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
423   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
424   scatter and multi-segment packet.
425
426 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
427
428   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
429   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
430   range of device capability, the default value will be set with a warning
431   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
432   if ``mprq_en`` is set.
433
434   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
435
436 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
437
438   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
439   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
440   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
441   value is not in the range of device capability, the default value will be set
442   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
443   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
444   it is possible for a pcaket to span across multiple strides. This mode allows
445   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
446   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
447   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
448   performance penalty.
449
450 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
451
452   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
453   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
454   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
455   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
456   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
457   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
458   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
459   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
460
461 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
462
463   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
464   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
465   ``mprq_en`` is set.
466
467 - ``txq_inline`` parameter [int]
468
469   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
470   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
471   partial compatibility.
472
473 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
474
475   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
476   to this value.
477
478   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
479   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
480
481   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
482   and 8 for other platforms
483
484   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
485   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
486   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
487   is not supposed to be bottleneck anymore.
488
489   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
490   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
491   heavy traffic on many queues.
492
493   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
494   option should be used with care, as it may lower performance when back
495   pressure is not expected.
496
497   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
498   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
499   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
500
501 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
502
503   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
504   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
505   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
506   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
507   applications using this parameter should take into consideration that
508   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
509
510   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
511   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
512   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
513   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
514   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
515   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
516
517   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
518   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
519   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
520   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
521   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
522   packet is inlined.
523
524   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
525   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
526
527   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
528   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
529   some configurations.
530
531   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
532   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
533   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
534   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
535
536 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
537
538   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
539   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
540   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
541   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
542   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
543   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
544
545   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
546   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
547   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
548   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
549   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
550
551   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
552   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
553   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
554   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
555   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
556   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
557   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
558   will be raised.
559
560 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
561
562   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
563   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
564   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
565   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
566   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
567   CPU cycles.
568
569   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
570   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
571   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
572   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
573   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
574
575   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
576   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
577   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
578   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
579   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
580   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
581   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
582   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
583   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
584   settings can not be satisfied then error will be raised.
585
586 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
587
588   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
589   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
590   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
591
592 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
593
594   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
595   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
596   issue.
597
598 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
599
600   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
601   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
602   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
603   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
604   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
605   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
606
607 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
608
609   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
610   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
611   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
612   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
613   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
614   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
615
616   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
617   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
618   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
619   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
620
621 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
622
623   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
624   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
625
626   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
627     variable is either missing or set to zero.
628   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
629
630   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
631   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
632
633   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
634   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
635   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
636   to send, but latency might be improved.
637
638   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
639   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
640   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
641   performance.
642
643   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
644   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
645   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
646   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
647   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
648   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
649   packets transmit) and should be used with care.
650
651   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
652   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
653   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
654
655 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
656
657   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
658   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
659   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
660
661 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
662
663   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
664   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
665
666   Enabled by default.
667
668 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
669
670   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
671   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
672   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
673   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
674
675   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
676
677 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
678
679   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
680   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
681   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
682
683   Disabled by default.
684
685 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
686
687   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
688   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
689   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
690   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
691
692   There are some possible configurations, depending on parameter value:
693
694   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
695     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
696     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
697     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
698     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
699
700   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
701     related actions and items operate within all supported steering domains,
702     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
703     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
704     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
705     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
706     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
707     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
708     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
709     trials.
710
711   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
712     related actions and items operate within all supported steering domains,
713     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
714     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
715     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
716     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
717     series of rte_flow_validate() trials.
718
719   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
720   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
721   +======+===========+===========+=============+=============+
722   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
723   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
724   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
725   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
726   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
727   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
728
729   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
730   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
731
732   Disabled by default (set to 0).
733
734   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
735   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
736   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
737
738 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
739
740   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
741   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
742
743   Enabled by default if supported.
744
745 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
746
747   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
748
749   Enabled by default if supported.
750
751 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
752
753   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
754   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
755   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
756   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
757   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
758   entire memory is freed.
759
760   Enabled by default.
761
762 - ``representor`` parameter [list]
763
764   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
765   existing port (or VF) representors configured on the device.
766
767   It is a standard parameter whose format is described in
768   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
769
770   For instance, to probe port representors 0 through 2::
771
772     representor=[0-2]
773
774 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
775
776   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
777   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
778
779   set to 128 by default.
780
781 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
782
783   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
784   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
785   the input ``lro_timeout_usec`` value.
786   If this parameter is not specified, by default PMD will set
787   the smallest value supported by HW.
788
789 .. _mlx5_firmware_config:
790
791 Firmware configuration
792 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
793
794 Firmware features can be configured as key/value pairs.
795
796 The command to set a value is::
797
798   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
799
800 The command to query a value is::
801
802   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
803
804 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
805 or the mst device name found with::
806
807   mst status
808
809 Below are some firmware configurations listed.
810
811 - link type::
812
813     LINK_TYPE_P1
814     LINK_TYPE_P2
815     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
816
817 - enable SR-IOV::
818
819     SRIOV_EN=1
820
821 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
822
823     NUM_OF_VFS=<max>
824
825 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
826
827     UCTX_EN=1
828
829 - aggressive CQE zipping::
830
831     CQE_COMPRESSION=1
832
833 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
834
835     IP_OVER_VXLAN_EN=1
836     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
837
838 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
839
840     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
841     or
842     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
843
844 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
845
846     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
847
848 - enable MPLS flow matching::
849
850     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
851
852 - enable ICMP/ICMP6 code/type fields matching::
853
854     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
855
856 - enable Geneve flow matching::
857
858    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
859    or
860    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
861
862 - enable GTP flow matching::
863
864    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
865
866 Prerequisites
867 -------------
868
869 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
870 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
871 DPDK and must be installed separately:
872
873 - **libibverbs**
874
875   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
876   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
877   such as libmlx5.
878
879   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
880   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
881   never leave user space.
882
883 - **libmlx5**
884
885   Low-level user space driver library for Mellanox
886   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
887   by libibverbs.
888
889   This library basically implements send/receive calls to the hardware
890   queues.
891
892 - **Kernel modules**
893
894   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
895   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
896   space processes.
897
898   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
899   their devices:
900
901   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
902     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
903     network devices.
904   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
905   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
906
907 - **Firmware update**
908
909   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
910   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
911
912   Because each release provides new features, these updates must be applied to
913   match the kernel modules and libraries they come with.
914
915 .. note::
916
917    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
918    licensed.
919
920 Installation
921 ~~~~~~~~~~~~
922
923 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
924 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
925 releases.
926
927 RDMA Core with Linux Kernel
928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
929
930 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
931 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
932   (see `RDMA Core installation documentation`_)
933 - When building for i686 use:
934
935   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
936   - Kernel version 4.14.41 or above.
937
938 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
939
940     cd build
941     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
942     ninja
943
944 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
945 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
946
947 If rdma-core libraries are built but not installed, DPDK makefile can link them,
948 thanks to these environment variables:
949
950    - ``EXTRA_CFLAGS=-I/path/to/rdma-core/build/include``
951    - ``EXTRA_LDFLAGS=-L/path/to/rdma-core/build/lib``
952    - ``PKG_CONFIG_PATH=/path/to/rdma-core/build/lib/pkgconfig``
953
954 Mellanox OFED/EN
955 ^^^^^^^^^^^^^^^^
956
957 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
958   Mellanox EN version: **4.5** and above
959 - firmware version:
960
961   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
962   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
963   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
964   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
965   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
966   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
967   - BlueField: **18.25.1010** and above.
968
969 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
970 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
971 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
972 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
973
974 `Mellanox OFED
975 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
976 `Mellanox EN
977 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
978 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
979 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
980 required from that distribution.
981
982 .. note::
983
984    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
985    this DPDK release was developed and tested against is strongly
986    recommended. Please check the `prerequisites`_.
987
988 Supported NICs
989 --------------
990
991 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
992
993   - ConnectX-4
994   - ConnectX-4 Lx
995   - ConnectX-5
996   - ConnectX-5 Ex
997   - ConnectX-6
998   - ConnectX-6 Dx
999   - BlueField
1000
1001 Below are detailed device names:
1002
1003 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1004 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1005 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1006 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1007 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1008 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1009 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1010 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1011 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1012 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1013 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1014 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1015 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1016 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1017 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1018 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1019 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1020 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1021 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1022 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1023 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1024 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1025 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1026 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1027 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1028
1029 Quick Start Guide on OFED/EN
1030 ----------------------------
1031
1032 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1033
1034
1035 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1036    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1037
1038         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1039
1040 3. Verify the firmware is the correct one::
1041
1042         ibv_devinfo
1043
1044 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1045
1046         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1047         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1048         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1049
1050    Link types may have to be configured to Ethernet::
1051
1052         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1053
1054         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1055
1056    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1057
1058         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1059         SRIOV_EN                            True(1)
1060
1061    If needed, configure SR-IOV::
1062
1063         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1064         mlxfwreset -d <mst device> reset
1065
1066 5. Restart the driver::
1067
1068         /etc/init.d/openibd restart
1069
1070    or::
1071
1072         service openibd restart
1073
1074    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1075
1076         mlxfwreset -d <mst device> reset
1077
1078    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1079    needed for the PF.
1080
1081    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1082
1083         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1084
1085 6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
1086    :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
1087
1088 Enable switchdev mode
1089 ---------------------
1090
1091 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1092 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1093 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1094 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1095 sent to a representor will be received by the VF.
1096 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1097 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1098 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1099 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1100 the DPDK application.
1101
1102 1. Enable SRIOV mode::
1103
1104         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1105
1106 2. Configure the max number of VFs::
1107
1108         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1109
1110 3. Reset the FW::
1111
1112         mlxfwreset -d <mst device> reset
1113
1114 3. Configure the actual number of VFs::
1115
1116         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1117
1118 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1119
1120         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1121
1122 5. Enbale switchdev mode::
1123
1124         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1125
1126 Performance tuning
1127 ------------------
1128
1129 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1130
1131         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1132
1133   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1134
1135         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1136
1137 2. In case of virtualization:
1138
1139    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1140    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1141    - Use 1G huge pages.
1142    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1143    - Make sure to set CPU pinning.
1144
1145 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1146    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1147    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1148
1149         lstopo-no-graphics
1150
1151    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1152
1153 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1154    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1155    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1156    This in order to forward packets from one to the other without
1157    NUMA performance penalty.
1158
1159 5. Disable pause frames::
1160
1161         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1162
1163 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1164    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1165    information about the settings.
1166
1167 .. note::
1168
1169         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1170         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1171         done in the following way:
1172
1173         To query the read request size use::
1174
1175                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1176
1177         If the output is different than 3XXX, set it by::
1178
1179                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1180
1181         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1182         according to the setpci output.
1183
1184 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1185
1186    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1187    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1188    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1189
1190 .. _mlx5_offloads_support:
1191
1192 Supported hardware offloads
1193 ---------------------------
1194
1195 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1196
1197    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1198    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1199    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1200    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1201    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1202    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1203    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1204    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1205    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1206
1207 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1208
1209    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1210    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1211    +=======================+=================+=================+
1212    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1213    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1214    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1215    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1216    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1217    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1218    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1219    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1220    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1221    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1222    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1223    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1224    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1225    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1226    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1227    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1228    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1229    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1230    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1231    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1232    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1233    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1234    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1235    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1236    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1237    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1238    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1239    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1240    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1241    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1242    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1243    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1244    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1245    | | set_ttl /           | |               | |               |
1246    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1247    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1248    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1249    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1250    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1251    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1252    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1253    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1254    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1255    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1256    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1257    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1258    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1259    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1260    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1261    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1262    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1263    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1264    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1265    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1266    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1267    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1268    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1269    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1270    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1271    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1272    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1273    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1274    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1275    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1276    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1277    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1278    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1279    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1280    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1281    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1282    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1283    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1284    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1285    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1286    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1287    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1288    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1289    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1290
1291 Notes for metadata
1292 ------------------
1293
1294 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1295 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1296 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1297 treated by applications and PMD as valid ones.
1298
1299 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1300 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1301 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1302 should be rejected on validation stage.
1303
1304 Notes for testpmd
1305 -----------------
1306
1307 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1308 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1309
1310 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1311 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1312 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1313 behavior as librte_pmd_mlx4::
1314
1315    > port stop all
1316    > port config all rss all
1317    > port start all
1318
1319 Usage example
1320 -------------
1321
1322 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1323 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_pmd_mlx5.
1324
1325 #. Load the kernel modules::
1326
1327       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1328
1329    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1330    can be run::
1331
1332       /etc/init.d/openibd restart
1333
1334    .. note::
1335
1336       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1337       not have to be loaded.
1338
1339 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1340    verbs. Related sysfs entries should be present::
1341
1342       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1343
1344    Example output::
1345
1346       eth30
1347       eth31
1348       eth32
1349       eth33
1350
1351 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1352
1353       {
1354           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1355           do
1356               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1357           done;
1358       } |
1359       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1360
1361    Example output::
1362
1363       -w 0000:05:00.1
1364       -w 0000:06:00.0
1365       -w 0000:06:00.1
1366       -w 0000:05:00.0
1367
1368 #. Request huge pages::
1369
1370       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1371
1372 #. Start testpmd with basic parameters::
1373
1374       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
1375
1376    Example output::
1377
1378       [...]
1379       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1380       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1381       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1382       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1383       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1384       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1385       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1386       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1387       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1388       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1389       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1390       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1391       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1392       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1393       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1394       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1395       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
1396       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1397       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
1398       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1399       Interactive-mode selected
1400       Configuring Port 0 (socket 0)
1401       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1402       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1403       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1404       Configuring Port 1 (socket 0)
1405       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1406       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1407       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1408       Configuring Port 2 (socket 0)
1409       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1410       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1411       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1412       Configuring Port 3 (socket 0)
1413       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1414       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1415       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1416       Checking link statuses...
1417       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1418       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1419       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1420       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1421       Done
1422       testpmd>
1423
1424 How to dump flows
1425 -----------------
1426
1427 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1428 all flows with assistance of external tools.
1429
1430 #. 2 ways to get flow raw file:
1431
1432    - Using testpmd CLI:
1433
1434    .. code-block:: console
1435
1436        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1437
1438    - call rte_flow_dev_dump api:
1439
1440    .. code-block:: console
1441
1442        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1443
1444 #. Dump human-readable flows from raw file:
1445
1446    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1447
1448    .. code-block:: console
1449
1450        mlx_steering_dump.py -f <output_file>