7f0bfedefd263db453769adfda0c989829712b38
[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_net_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
24 Design
25 ------
26
27 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
28 kernel support), librte_net_mlx5 relies heavily on system calls for control
29 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
30
31 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
32 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel,
33 combined with hardware specifications that allow to handle virtual memory
34 addresses directly, ensure that DPDK applications cannot access random
35 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
36
37 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
38 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
39 long as they share the same MAC address.
40 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
41 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
42 application.
43
44 The PMD can use libibverbs and libmlx5 to access the device firmware
45 or directly the hardware components.
46 There are different levels of objects and bypassing abilities
47 to get the best performances:
48
49 - Verbs is a complete high-level generic API
50 - Direct Verbs is a device-specific API
51 - DevX allows to access firmware objects
52 - Direct Rules manages flow steering at low-level hardware layer
53
54 Enabling librte_net_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
55 libibverbs.
56
57 Features
58 --------
59
60 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
61 - Multiple TX and RX queues.
62 - Support for scattered TX and RX frames.
63 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
64 - RSS using different combinations of fields: L3 only, L4 only or both,
65   and source only, destination only or both.
66 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
67 - Default RSS operation with no hash key specification.
68 - Configurable RETA table.
69 - Link flow control (pause frame).
70 - Support for multiple MAC addresses.
71 - VLAN filtering.
72 - RX VLAN stripping.
73 - TX VLAN insertion.
74 - RX CRC stripping configuration.
75 - Promiscuous mode on PF and VF.
76 - Multicast promiscuous mode on PF and VF.
77 - Hardware checksum offloads.
78 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
79   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
80 - Flow API, including :ref:`flow_isolated_mode`.
81 - Multiple process.
82 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
83 - RSS hash result is supported.
84 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
85 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
86 - RX interrupts.
87 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
88 - Rx HW timestamp.
89 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP, IP-in-IP, Geneve, GTP.
90 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
91 - NIC HW offloads: encapsulation (vxlan, gre, mplsoudp, mplsogre), NAT, routing, TTL
92   increment/decrement, count, drop, mark. For details please see :ref:`mlx5_offloads_support`.
93 - Flow insertion rate of more then million flows per second, when using Direct Rules.
94 - Support for multiple rte_flow groups.
95 - Per packet no-inline hint flag to disable packet data copying into Tx descriptors.
96 - Hardware LRO.
97 - Hairpin.
98
99 Limitations
100 -----------
101
102 - For secondary process:
103
104   - Forked secondary process not supported.
105   - External memory unregistered in EAL memseg list cannot be used for DMA
106     unless such memory has been registered by ``mlx5_mr_update_ext_mp()`` in
107     primary process and remapped to the same virtual address in secondary
108     process. If the external memory is registered by primary process but has
109     different virtual address in secondary process, unexpected error may happen.
110
111 - When using Verbs flow engine (``dv_flow_en`` = 0), flow pattern without any
112   specific VLAN will match for VLAN packets as well:
113
114   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
115   Meaning, the flow rule::
116
117         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
118
119   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rule::
120
121         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
122
123   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
124
125 - When using DV flow engine (``dv_flow_en`` = 1), flow pattern without VLAN item
126   will match untagged packets only.
127   The flow rule::
128
129         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
130
131   Will match untagged packets only.
132   The flow rule::
133
134         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
135
136   Will match tagged packets only, with any VLAN ID value.
137   The flow rule::
138
139         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
140
141   Will only match tagged packets with VLAN ID 3.
142
143 - VLAN pop offload command:
144
145   - Flow rules having a VLAN pop offload command as one of their actions and
146     are lacking a match on VLAN as one of their items are not supported.
147   - The command is not supported on egress traffic.
148
149 - VLAN push offload is not supported on ingress traffic.
150
151 - VLAN set PCP offload is not supported on existing headers.
152
153 - A multi segment packet must have not more segments than reported by dev_infos_get()
154   in tx_desc_lim.nb_seg_max field. This value depends on maximal supported Tx descriptor
155   size and ``txq_inline_min`` settings and may be from 2 (worst case forced by maximal
156   inline settings) to 58.
157
158 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
159   to 0 are not supported.
160
161 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
162
163 - Match on Geneve header supports the following fields only:
164
165      - VNI
166      - OAM
167      - protocol type
168      - options length
169        Currently, the only supported options length value is 0.
170
171 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
172   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
173
174 - Match on GTP tunnel header item supports the following fields only:
175
176      - v_pt_rsv_flags: E flag, S flag, PN flag
177      - msg_type
178      - teid
179
180 - No Tx metadata go to the E-Switch steering domain for the Flow group 0.
181   The flows within group 0 and set metadata action are rejected by hardware.
182
183 .. note::
184
185    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
186    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
187    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
188    remain present and should be removed manually by other means.
189
190 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
191   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
192   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
193   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
194   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
195   holds the external buffers may be corrupted.
196
197 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
198   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
199   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
200
201 - IPv6 Multicast messages are not supported on VM, while promiscuous mode
202   and allmulticast mode are both set to off.
203   To receive IPv6 Multicast messages on VM, explicitly set the relevant
204   MAC address using rte_eth_dev_mac_addr_add() API.
205
206 - To support a mixed traffic pattern (some buffers from local host memory, some
207   buffers from other devices) with high bandwidth, a mbuf flag is used.
208
209   An application hints the PMD whether or not it should try to inline the
210   given mbuf data buffer. PMD should do the best effort to act upon this request.
211
212   The hint flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE`` is dynamic,
213   registered by application with rte_mbuf_dynflag_register(). This flag is
214   purely driver-specific and declared in PMD specific header ``rte_pmd_mlx5.h``,
215   which is intended to be used by the application.
216
217   To query the supported specific flags in runtime,
218   the function ``rte_pmd_mlx5_get_dyn_flag_names`` returns the array of
219   currently (over present hardware and configuration) supported specific flags.
220   The "not inline hint" feature operating flow is the following one:
221
222     - application starts
223     - probe the devices, ports are created
224     - query the port capabilities
225     - if port supporting the feature is found
226     - register dynamic flag ``RTE_PMD_MLX5_FINE_GRANULARITY_INLINE``
227     - application starts the ports
228     - on ``dev_start()`` PMD checks whether the feature flag is registered and
229       enables the feature support in datapath
230     - application might set the registered flag bit in ``ol_flags`` field
231       of mbuf being sent and PMD will handle ones appropriately.
232
233 - The amount of descriptors in Tx queue may be limited by data inline settings.
234   Inline data require the more descriptor building blocks and overall block
235   amount may exceed the hardware supported limits. The application should
236   reduce the requested Tx size or adjust data inline settings with
237   ``txq_inline_max`` and ``txq_inline_mpw`` devargs keys.
238
239 - To provide the packet send scheduling on mbuf timestamps the ``tx_pp``
240   parameter should be specified.
241   When PMD sees the RTE_MBUF_DYNFLAG_TX_TIMESTAMP_NAME set on the packet
242   being sent it tries to synchronize the time of packet appearing on
243   the wire with the specified packet timestamp. It the specified one
244   is in the past it should be ignored, if one is in the distant future
245   it should be capped with some reasonable value (in range of seconds).
246   These specific cases ("too late" and "distant future") can be optionally
247   reported via device xstats to assist applications to detect the
248   time-related problems.
249
250   The timestamp upper "too-distant-future" limit
251   at the moment of invoking the Tx burst routine
252   can be estimated as ``tx_pp`` option (in nanoseconds) multiplied by 2^23.
253   Please note, for the testpmd txonly mode,
254   the limit is deduced from the expression::
255
256         (n_tx_descriptors / burst_size + 1) * inter_burst_gap
257
258   There is no any packet reordering according timestamps is supposed,
259   neither within packet burst, nor between packets, it is an entirely
260   application responsibility to generate packets and its timestamps
261   in desired order. The timestamps can be put only in the first packet
262   in the burst providing the entire burst scheduling.
263
264 - E-Switch decapsulation Flow:
265
266   - can be applied to PF port only.
267   - must specify VF port action (packet redirection from PF to VF).
268   - optionally may specify tunnel inner source and destination MAC addresses.
269
270 - E-Switch  encapsulation Flow:
271
272   - can be applied to VF ports only.
273   - must specify PF port action (packet redirection from VF to PF).
274
275 - Raw encapsulation:
276
277   - The input buffer, used as outer header, is not validated.
278
279 - Raw decapsulation:
280
281   - The decapsulation is always done up to the outermost tunnel detected by the HW.
282   - The input buffer, providing the removal size, is not validated.
283   - The buffer size must match the length of the headers to be removed.
284
285 - ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) matching, IP-in-IP and MPLS flow matching are all
286   mutually exclusive features which cannot be supported together
287   (see :ref:`mlx5_firmware_config`).
288
289 - LRO:
290
291   - Requires DevX and DV flow to be enabled.
292   - KEEP_CRC offload cannot be supported with LRO.
293   - The first mbuf length, without head-room,  must be big enough to include the
294     TCP header (122B).
295   - Rx queue with LRO offload enabled, receiving a non-LRO packet, can forward
296     it with size limited to max LRO size, not to max RX packet length.
297   - LRO can be used with outer header of TCP packets of the standard format:
298         eth (with or without vlan) / ipv4 or ipv6 / tcp / payload
299
300     Other TCP packets (e.g. with MPLS label) received on Rx queue with LRO enabled, will be received with bad checksum.
301   - LRO packet aggregation is performed by HW only for packet size larger than
302     ``lro_min_mss_size``. This value is reported on device start, when debug
303     mode is enabled.
304
305 - CRC:
306
307   - ``DEV_RX_OFFLOAD_KEEP_CRC`` cannot be supported with decapsulation
308     for some NICs (such as ConnectX-6 Dx and BlueField 2).
309     The capability bit ``scatter_fcs_w_decap_disable`` shows NIC support.
310
311 - Sample flow:
312
313   - Supports ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` action only within NIC Rx and E-Switch steering domain.
314   - The E-Switch Sample flow must have the eswitch_manager VPORT destination (PF or ECPF) and no additional actions.
315   - For ConnectX-5, the ``RTE_FLOW_ACTION_TYPE_SAMPLE`` is typically used as first action in the E-Switch egress flow if with header modify or encapsulation actions.
316
317 - IPv6 header item 'proto' field, indicating the next header protocol, should
318   not be set as extension header.
319   In case the next header is an extension header, it should not be specified in
320   IPv6 header item 'proto' field.
321   The last extension header item 'next header' field can specify the following
322   header protocol type.
323
324 Statistics
325 ----------
326
327 MLX5 supports various methods to report statistics:
328
329 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.
330
331 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.
332
333 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.
334
335 Configuration
336 -------------
337
338 Compilation options
339 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
340
341 The ibverbs libraries can be linked with this PMD in a number of ways,
342 configured by the ``ibverbs_link`` build option:
343
344 - ``shared`` (default): the PMD depends on some .so files.
345
346 - ``dlopen``: Split the dependencies glue in a separate library
347   loaded when needed by dlopen.
348   It make dependencies on libibverbs and libmlx4 optional,
349   and has no performance impact.
350
351 - ``static``: Embed static flavor of the dependencies libibverbs and libmlx4
352   in the PMD shared library or the executable static binary.
353
354 Environment variables
355 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
356
357 - ``MLX5_GLUE_PATH``
358
359   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
360   separated by colons or semi-colons.
361
362 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
363
364   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
365
366   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
367   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
368   becomes full, but it depends on CPU design.
369
370   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
371   after updating the register so that the update can be immediately visible to
372   HW.
373
374   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
375   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
376   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
377   slightly decline.
378
379 Run-time configuration
380 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
381
382 - librte_net_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
383   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
384   reception.
385
386 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
387
388 Run as non-root
389 ^^^^^^^^^^^^^^^
390
391 In order to run as a non-root user,
392 some capabilities must be granted to the application::
393
394    setcap cap_sys_admin,cap_net_admin,cap_net_raw,cap_ipc_lock+ep <dpdk-app>
395
396 Below are the reasons of the need for each capability:
397
398 ``cap_sys_admin``
399    When using physical addresses (PA mode), with Linux >= 4.0,
400    for access to ``/proc/self/pagemap``.
401
402 ``cap_net_admin``
403    For device configuration.
404
405 ``cap_net_raw``
406    For raw ethernet queue allocation through kernel driver.
407
408 ``cap_ipc_lock``
409    For DMA memory pinning.
410
411 Driver options
412 ^^^^^^^^^^^^^^
413
414 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
415
416   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
417   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
418
419   Supported on:
420
421   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
422     and BlueField.
423   - POWER9 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
424     and BlueField.
425
426 - ``rxq_cqe_pad_en`` parameter [int]
427
428   A nonzero value enables 128B padding of CQE on RX side. The size of CQE
429   is aligned with the size of a cacheline of the core. If cacheline size is
430   128B, the CQE size is configured to be 128B even though the device writes
431   only 64B data on the cacheline. This is to avoid unnecessary cache
432   invalidation by device's two consecutive writes on to one cacheline.
433   However in some architecture, it is more beneficial to update entire
434   cacheline with padding the rest 64B rather than striding because
435   read-modify-write could drop performance a lot. On the other hand,
436   writing extra data will consume more PCIe bandwidth and could also drop
437   the maximum throughput. It is recommended to empirically set this
438   parameter. Disabled by default.
439
440   Supported on:
441
442   - CPU having 128B cacheline with ConnectX-5 and BlueField.
443
444 - ``rxq_pkt_pad_en`` parameter [int]
445
446   A nonzero value enables padding Rx packet to the size of cacheline on PCI
447   transaction. This feature would waste PCI bandwidth but could improve
448   performance by avoiding partial cacheline write which may cause costly
449   read-modify-copy in memory transaction on some architectures. Disabled by
450   default.
451
452   Supported on:
453
454   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
455     and BlueField.
456   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 Lx, ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
457     and BlueField.
458
459 - ``mprq_en`` parameter [int]
460
461   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
462   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
463   ``rxqs_min_mprq`` or more. Disabled by default.
464
465   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
466   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
467   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
468   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
469   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
470   small-packet traffic.
471
472   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
473   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
474   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
475   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
476   scatter and multi-segment packet.
477
478 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
479
480   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
481   strides can reduce PCIe traffic further. If configured value is not in the
482   range of device capability, the default value will be set with a warning
483   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
484   if ``mprq_en`` is set.
485
486   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
487
488 - ``mprq_log_stride_size`` parameter [int]
489
490   Log 2 of the size of a stride for Multi-Packet Rx queue. Configuring a smaller
491   stride size can save some memory and reduce probability of a depletion of all
492   available strides due to unreleased packets by an application. If configured
493   value is not in the range of device capability, the default value will be set
494   with a warning message. The default value is 11 which is 2048 bytes per a
495   stride, valid only if ``mprq_en`` is set. With ``mprq_log_stride_size`` set
496   it is possible for a packet to span across multiple strides. This mode allows
497   support of jumbo frames (9K) with MPRQ. The memcopy of some packets (or part
498   of a packet if Rx scatter is configured) may be required in case there is no
499   space left for a head room at the end of a stride which incurs some
500   performance penalty.
501
502 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
503
504   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
505   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
506   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
507   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
508   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
509   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
510   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
511   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
512
513 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
514
515   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
516   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
517   ``mprq_en`` is set.
518
519 - ``txq_inline`` parameter [int]
520
521   Amount of data to be inlined during TX operations. This parameter is
522   deprecated and converted to the new parameter ``txq_inline_max`` providing
523   partial compatibility.
524
525 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
526
527   Enable inline data send only when the number of TX queues is greater or equal
528   to this value.
529
530   This option should be used in combination with ``txq_inline_max`` and
531   ``txq_inline_mpw`` below and does not affect ``txq_inline_min`` settings above.
532
533   If this option is not specified the default value 16 is used for BlueField
534   and 8 for other platforms
535
536   The data inlining consumes the CPU cycles, so this option is intended to
537   auto enable inline data if we have enough Tx queues, which means we have
538   enough CPU cores and PCI bandwidth is getting more critical and CPU
539   is not supposed to be bottleneck anymore.
540
541   The copying data into WQE improves latency and can improve PPS performance
542   when PCI back pressure is detected and may be useful for scenarios involving
543   heavy traffic on many queues.
544
545   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
546   option should be used with care, as it may lower performance when back
547   pressure is not expected.
548
549   If inline data are enabled it may affect the maximal size of Tx queue in
550   descriptors because the inline data increase the descriptor size and
551   queue size limits supported by hardware may be exceeded.
552
553 - ``txq_inline_min`` parameter [int]
554
555   Minimal amount of data to be inlined into WQE during Tx operations. NICs
556   may require this minimal data amount to operate correctly. The exact value
557   may depend on NIC operation mode, requested offloads, etc. It is strongly
558   recommended to omit this parameter and use the default values. Anyway,
559   applications using this parameter should take into consideration that
560   specifying an inconsistent value may prevent the NIC from sending packets.
561
562   If ``txq_inline_min`` key is present the specified value (may be aligned
563   by the driver in order not to exceed the limits and provide better descriptor
564   space utilization) will be used by the driver and it is guaranteed that
565   requested amount of data bytes are inlined into the WQE beside other inline
566   settings. This key also may update ``txq_inline_max`` value (default
567   or specified explicitly in devargs) to reserve the space for inline data.
568
569   If ``txq_inline_min`` key is not present, the value may be queried by the
570   driver from the NIC via DevX if this feature is available. If there is no DevX
571   enabled/supported the value 18 (supposing L2 header including VLAN) is set
572   for ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, and 0 is set by default for ConnectX-5
573   and newer NICs. If packet is shorter the ``txq_inline_min`` value, the entire
574   packet is inlined.
575
576   For ConnectX-4 NIC, driver does not allow specifying value below 18
577   (minimal L2 header, including VLAN), error will be raised.
578
579   For ConnectX-4 Lx NIC, it is allowed to specify values below 18, but
580   it is not recommended and may prevent NIC from sending packets over
581   some configurations.
582
583   Please, note, this minimal data inlining disengages eMPW feature (Enhanced
584   Multi-Packet Write), because last one does not support partial packet inlining.
585   This is not very critical due to minimal data inlining is mostly required
586   by ConnectX-4 and ConnectX-4 Lx, these NICs do not support eMPW feature.
587
588 - ``txq_inline_max`` parameter [int]
589
590   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE
591   Ethernet Segment for ordinary SEND method. If packet is larger than specified
592   value, the packet data won't be copied by the driver at all, data buffer
593   is addressed with a pointer. If packet length is less or equal all packet
594   data will be copied into WQE. This may improve PCI bandwidth utilization for
595   short packets significantly but requires the extra CPU cycles.
596
597   The data inline feature is controlled by number of Tx queues, if number of Tx
598   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
599   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
600   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
601   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
602
603   The default ``txq_inline_max`` value is 290. The specified value may be adjusted
604   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
605   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
606   Also, the default value (290) may be decreased in run-time if the large transmit
607   queue size is requested and hardware does not support enough descriptor
608   amount, in this case warning is emitted. If ``txq_inline_max`` key is
609   specified and requested inline settings can not be satisfied then error
610   will be raised.
611
612 - ``txq_inline_mpw`` parameter [int]
613
614   Specifies the maximal packet length to be completely inlined into WQE for
615   Enhanced MPW method. If packet is large the specified value, the packet data
616   won't be copied, and data buffer is addressed with pointer. If packet length
617   is less or equal, all packet data will be copied into WQE. This may improve PCI
618   bandwidth utilization for short packets significantly but requires the extra
619   CPU cycles.
620
621   The data inline feature is controlled by number of TX queues, if number of Tx
622   queues is larger than ``txqs_min_inline`` key parameter, the inline feature
623   is engaged, if there are not enough Tx queues (which means not enough CPU cores
624   and CPU resources are scarce), data inline is not performed by the driver.
625   Assigning ``txqs_min_inline`` with zero always enables the data inline.
626
627   The default ``txq_inline_mpw`` value is 268. The specified value may be adjusted
628   by the driver in order not to exceed the limit (930 bytes) and to provide better
629   WQE space filling without gaps, the adjustment is reflected in the debug log.
630   Due to multiple packets may be included to the same WQE with Enhanced Multi
631   Packet Write Method and overall WQE size is limited it is not recommended to
632   specify large values for the ``txq_inline_mpw``. Also, the default value (268)
633   may be decreased in run-time if the large transmit queue size is requested
634   and hardware does not support enough descriptor amount, in this case warning
635   is emitted. If ``txq_inline_mpw`` key is  specified and requested inline
636   settings can not be satisfied then error will be raised.
637
638 - ``txqs_max_vec`` parameter [int]
639
640   Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
641   equal to this value. This parameter is deprecated and ignored, kept
642   for compatibility issue to not prevent driver from probing.
643
644 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
645
646   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
647   descriptor. The parameter is deprecated and ignored, kept for compatibility
648   issue.
649
650 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
651
652   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
653   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
654   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
655   descriptor. Instead, the packet is included with pointer. This parameter
656   is deprecated and converted directly to ``txq_inline_mpw`` providing full
657   compatibility. Valid only if eMPW feature is engaged.
658
659 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
660
661   A nonzero value enables Enhanced Multi-Packet Write (eMPW) for ConnectX-5,
662   ConnectX-6, ConnectX-6 Dx and BlueField. eMPW allows the TX burst function to pack
663   up multiple packets in a single descriptor session in order to save PCI bandwidth
664   and improve performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
665   ``txq_inline_mpw`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function copies
666   entire packet data on to TX descriptor instead of including pointer of packet.
667
668   The Enhanced Multi-Packet Write feature is enabled by default if NIC supports
669   it, can be disabled by explicit specifying 0 value for ``txq_mpw_en`` option.
670   Also, if minimal data inlining is requested by non-zero ``txq_inline_min``
671   option or reported by the NIC, the eMPW feature is disengaged.
672
673 - ``tx_db_nc`` parameter [int]
674
675   The rdma core library can map doorbell register in two ways, depending on the
676   environment variable "MLX5_SHUT_UP_BF":
677
678   - As regular cached memory (usually with write combining attribute), if the
679     variable is either missing or set to zero.
680   - As non-cached memory, if the variable is present and set to not "0" value.
681
682   The type of mapping may slightly affect the Tx performance, the optimal choice
683   is strongly relied on the host architecture and should be deduced practically.
684
685   If ``tx_db_nc`` is set to zero, the doorbell is forced to be mapped to regular
686   memory (with write combining), the PMD will perform the extra write memory barrier
687   after writing to doorbell, it might increase the needed CPU clocks per packet
688   to send, but latency might be improved.
689
690   If ``tx_db_nc`` is set to one, the doorbell is forced to be mapped to non
691   cached memory, the PMD will not perform the extra write memory barrier
692   after writing to doorbell, on some architectures it might improve the
693   performance.
694
695   If ``tx_db_nc`` is set to two, the doorbell is forced to be mapped to regular
696   memory, the PMD will use heuristics to decide whether write memory barrier
697   should be performed. For bursts with size multiple of recommended one (64 pkts)
698   it is supposed the next burst is coming and no need to issue the extra memory
699   barrier (it is supposed to be issued in the next coming burst, at least after
700   descriptor writing). It might increase latency (on some hosts till next
701   packets transmit) and should be used with care.
702
703   If ``tx_db_nc`` is omitted or set to zero, the preset (if any) environment
704   variable "MLX5_SHUT_UP_BF" value is used. If there is no "MLX5_SHUT_UP_BF",
705   the default ``tx_db_nc`` value is zero for ARM64 hosts and one for others.
706
707 - ``tx_pp`` parameter [int]
708
709   If a nonzero value is specified the driver creates all necessary internal
710   objects to provide accurate packet send scheduling on mbuf timestamps.
711   The positive value specifies the scheduling granularity in nanoseconds,
712   the packet send will be accurate up to specified digits. The allowed range is
713   from 500 to 1 million of nanoseconds. The negative value specifies the module
714   of granularity and engages the special test mode the check the schedule rate.
715   By default (if the ``tx_pp`` is not specified) send scheduling on timestamps
716   feature is disabled.
717
718 - ``tx_skew`` parameter [int]
719
720   The parameter adjusts the send packet scheduling on timestamps and represents
721   the average delay between beginning of the transmitting descriptor processing
722   by the hardware and appearance of actual packet data on the wire. The value
723   should be provided in nanoseconds and is valid only if ``tx_pp`` parameter is
724   specified. The default value is zero.
725
726 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
727
728   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5, ConnectX-6, ConnectX-6 Dx
729   and BlueField NICs if the number of global Tx queues on the port is less than
730   ``txqs_max_vec``. The parameter is deprecated and ignored.
731
732 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
733
734   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
735   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
736
737   Enabled by default.
738
739 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
740
741   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
742   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
743   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
744   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
745
746   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
747
748 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
749
750   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
751   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
752   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
753
754   Disabled by default.
755
756 - ``dv_xmeta_en`` parameter [int]
757
758   A nonzero value enables extensive flow metadata support if device is
759   capable and driver supports it. This can enable extensive support of
760   ``MARK`` and ``META`` item of ``rte_flow``. The newly introduced
761   ``SET_TAG`` and ``SET_META`` actions do not depend on ``dv_xmeta_en``.
762
763   There are some possible configurations, depending on parameter value:
764
765   - 0, this is default value, defines the legacy mode, the ``MARK`` and
766     ``META`` related actions and items operate only within NIC Tx and
767     NIC Rx steering domains, no ``MARK`` and ``META`` information crosses
768     the domain boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META``
769     item is 32 bits wide and match supported on egress only.
770
771   - 1, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
772     related actions and items operate within all supported steering domains,
773     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
774     boundaries. The ``MARK`` item is 24 bits wide, the ``META`` item width
775     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
776     32 bits. Within NIC Tx domain ``META`` data width is 32 bits for
777     compatibility, the actual width of data transferred to the FDB domain
778     depends on kernel configuration and may be vary. The actual supported
779     width can be retrieved in runtime by series of rte_flow_validate()
780     trials.
781
782   - 2, this engages extensive metadata mode, the ``MARK`` and ``META``
783     related actions and items operate within all supported steering domains,
784     including FDB, ``MARK`` and ``META`` information may cross the domain
785     boundaries. The ``META`` item is 32 bits wide, the ``MARK`` item width
786     depends on kernel and firmware configurations and might be 0, 16 or
787     24 bits. The actual supported width can be retrieved in runtime by
788     series of rte_flow_validate() trials.
789
790   - 3, this engages tunnel offload mode. In E-Switch configuration, that
791     mode implicitly activates ``dv_xmeta_en=1``.
792
793   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
794   | Mode | ``MARK``  | ``META``  | ``META`` Tx | FDB/Through |
795   +======+===========+===========+=============+=============+
796   | 0    | 24 bits   | 32 bits   | 32 bits     | no          |
797   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
798   | 1    | 24 bits   | vary 0-32 | 32 bits     | yes         |
799   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
800   | 2    | vary 0-32 | 32 bits   | 32 bits     | yes         |
801   +------+-----------+-----------+-------------+-------------+
802
803   If there is no E-Switch configuration the ``dv_xmeta_en`` parameter is
804   ignored and the device is configured to operate in legacy mode (0).
805
806   Disabled by default (set to 0).
807
808   The Direct Verbs/Rules (engaged with ``dv_flow_en`` = 1) supports all
809   of the extensive metadata features. The legacy Verbs supports FLAG and
810   MARK metadata actions over NIC Rx steering domain only.
811
812 - ``dv_flow_en`` parameter [int]
813
814   A nonzero value enables the DV flow steering assuming it is supported
815   by the driver (RDMA Core library version is rdma-core-24.0 or higher).
816
817   Enabled by default if supported.
818
819 - ``dv_esw_en`` parameter [int]
820
821   A nonzero value enables E-Switch using Direct Rules.
822
823   Enabled by default if supported.
824
825 - ``lacp_by_user`` parameter [int]
826
827   A nonzero value enables the control of LACP traffic by the user application.
828   When a bond exists in the driver, by default it should be managed by the
829   kernel and therefore LACP traffic should be steered to the kernel.
830   If this devarg is set to 1 it will allow the user to manage the bond by
831   itself and not steer LACP traffic to the kernel.
832
833   Disabled by default (set to 0).
834
835 - ``mr_ext_memseg_en`` parameter [int]
836
837   A nonzero value enables extending memseg when registering DMA memory. If
838   enabled, the number of entries in MR (Memory Region) lookup table on datapath
839   is minimized and it benefits performance. On the other hand, it worsens memory
840   utilization because registered memory is pinned by kernel driver. Even if a
841   page in the extended chunk is freed, that doesn't become reusable until the
842   entire memory is freed.
843
844   Enabled by default.
845
846 - ``representor`` parameter [list]
847
848   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
849   existing port (or VF) representors configured on the device.
850
851   It is a standard parameter whose format is described in
852   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
853
854   For instance, to probe port representors 0 through 2::
855
856     representor=[0-2]
857
858 - ``max_dump_files_num`` parameter [int]
859
860   The maximum number of files per PMD entity that may be created for debug information.
861   The files will be created in /var/log directory or in current directory.
862
863   set to 128 by default.
864
865 - ``lro_timeout_usec`` parameter [int]
866
867   The maximum allowed duration of an LRO session, in micro-seconds.
868   PMD will set the nearest value supported by HW, which is not bigger than
869   the input ``lro_timeout_usec`` value.
870   If this parameter is not specified, by default PMD will set
871   the smallest value supported by HW.
872
873 - ``hp_buf_log_sz`` parameter [int]
874
875   The total data buffer size of a hairpin queue (logarithmic form), in bytes.
876   PMD will set the data buffer size to 2 ** ``hp_buf_log_sz``, both for RX & TX.
877   The capacity of the value is specified by the firmware and the initialization
878   will get a failure if it is out of scope.
879   The range of the value is from 11 to 19 right now, and the supported frame
880   size of a single packet for hairpin is from 512B to 128KB. It might change if
881   different firmware release is being used. By using a small value, it could
882   reduce memory consumption but not work with a large frame. If the value is
883   too large, the memory consumption will be high and some potential performance
884   degradation will be introduced.
885   By default, the PMD will set this value to 16, which means that 9KB jumbo
886   frames will be supported.
887
888 - ``reclaim_mem_mode`` parameter [int]
889
890   Cache some resources in flow destroy will help flow recreation more efficient.
891   While some systems may require the all the resources can be reclaimed after
892   flow destroyed.
893   The parameter ``reclaim_mem_mode`` provides the option for user to configure
894   if the resource cache is needed or not.
895
896   There are three options to choose:
897
898   - 0. It means the flow resources will be cached as usual. The resources will
899     be cached, helpful with flow insertion rate.
900
901   - 1. It will only enable the DPDK PMD level resources reclaim.
902
903   - 2. Both DPDK PMD level and rdma-core low level will be configured as
904     reclaimed mode.
905
906   By default, the PMD will set this value to 0.
907
908 - ``sys_mem_en`` parameter [int]
909
910   A non-zero value enables the PMD memory management allocating memory
911   from system by default, without explicit rte memory flag.
912
913   By default, the PMD will set this value to 0.
914
915 - ``decap_en`` parameter [int]
916
917   Some devices do not support FCS (frame checksum) scattering for
918   tunnel-decapsulated packets.
919   If set to 0, this option forces the FCS feature and rejects tunnel
920   decapsulation in the flow engine for such devices.
921
922   By default, the PMD will set this value to 1.
923
924 .. _mlx5_firmware_config:
925
926 Firmware configuration
927 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
928
929 Firmware features can be configured as key/value pairs.
930
931 The command to set a value is::
932
933   mlxconfig -d <device> set <key>=<value>
934
935 The command to query a value is::
936
937   mlxconfig -d <device> query | grep <key>
938
939 The device name for the command ``mlxconfig`` can be either the PCI address,
940 or the mst device name found with::
941
942   mst status
943
944 Below are some firmware configurations listed.
945
946 - link type::
947
948     LINK_TYPE_P1
949     LINK_TYPE_P2
950     value: 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
951
952 - enable SR-IOV::
953
954     SRIOV_EN=1
955
956 - maximum number of SR-IOV virtual functions::
957
958     NUM_OF_VFS=<max>
959
960 - enable DevX (required by Direct Rules and other features)::
961
962     UCTX_EN=1
963
964 - aggressive CQE zipping::
965
966     CQE_COMPRESSION=1
967
968 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port::
969
970     IP_OVER_VXLAN_EN=1
971     IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
972
973 - enable VXLAN-GPE tunnel flow matching::
974
975     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
976     or
977     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
978
979 - enable IP-in-IP tunnel flow matching::
980
981     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
982
983 - enable MPLS flow matching::
984
985     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
986
987 - enable ICMP(code/type/identifier/sequence number) / ICMP6(code/type) fields matching::
988
989     FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=2
990
991 - enable Geneve flow matching::
992
993    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=0
994    or
995    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=1
996
997 - enable GTP flow matching::
998
999    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=3
1000
1001 - enable eCPRI flow matching::
1002
1003    FLEX_PARSER_PROFILE_ENABLE=4
1004    PROG_PARSE_GRAPH=1
1005
1006 Prerequisites
1007 -------------
1008
1009 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
1010 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
1011 DPDK and must be installed separately:
1012
1013 - **libibverbs**
1014
1015   User space Verbs framework used by librte_net_mlx5. This library provides
1016   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
1017   such as libmlx5.
1018
1019   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
1020   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
1021   never leave user space.
1022
1023 - **libmlx5**
1024
1025   Low-level user space driver library for Mellanox
1026   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices, it is automatically loaded
1027   by libibverbs.
1028
1029   This library basically implements send/receive calls to the hardware
1030   queues.
1031
1032 - **Kernel modules**
1033
1034   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
1035   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
1036   space processes.
1037
1038   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
1039   their devices:
1040
1041   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
1042     ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices and related Ethernet kernel
1043     network devices.
1044   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
1045   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
1046
1047 - **Firmware update**
1048
1049   Mellanox OFED/EN releases include firmware updates for
1050   ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField adapters.
1051
1052   Because each release provides new features, these updates must be applied to
1053   match the kernel modules and libraries they come with.
1054
1055 .. note::
1056
1057    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
1058    licensed.
1059
1060 Installation
1061 ~~~~~~~~~~~~
1062
1063 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
1064 (recommended) or Mellanox OFED/EN, which provides compatibility with older
1065 releases.
1066
1067 RDMA Core with Linux Kernel
1068 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1069
1070 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
1071 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
1072   (see `RDMA Core installation documentation`_)
1073 - When building for i686 use:
1074
1075   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
1076   - Kernel version 4.14.41 or above.
1077
1078 - Starting with rdma-core v21, static libraries can be built::
1079
1080     cd build
1081     CFLAGS=-fPIC cmake -DIN_PLACE=1 -DENABLE_STATIC=1 -GNinja ..
1082     ninja
1083
1084 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
1085 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
1086
1087
1088 Mellanox OFED/EN
1089 ^^^^^^^^^^^^^^^^
1090
1091 - Mellanox OFED version: **4.5** and above /
1092   Mellanox EN version: **4.5** and above
1093 - firmware version:
1094
1095   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
1096   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
1097   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
1098   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
1099   - ConnectX-6: **20.27.0090** and above.
1100   - ConnectX-6 Dx: **22.27.0090** and above.
1101   - BlueField: **18.25.1010** and above.
1102
1103 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
1104 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
1105 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
1106 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
1107
1108 `Mellanox OFED
1109 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__ and
1110 `Mellanox EN
1111 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=27&mtag=linux>`__
1112 include the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
1113 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
1114 required from that distribution.
1115
1116 .. note::
1117
1118    Several versions of Mellanox OFED/EN are available. Installing the version
1119    this DPDK release was developed and tested against is strongly
1120    recommended. Please check the `prerequisites`_.
1121
1122 Supported NICs
1123 --------------
1124
1125 The following Mellanox device families are supported by the same mlx5 driver:
1126
1127   - ConnectX-4
1128   - ConnectX-4 Lx
1129   - ConnectX-5
1130   - ConnectX-5 Ex
1131   - ConnectX-6
1132   - ConnectX-6 Dx
1133   - BlueField
1134
1135 Below are detailed device names:
1136
1137 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1138 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 10G MCX412A-XCAT (2x10G)
1139 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1140 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 25G MCX412A-ACAT (2x25G)
1141 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
1142 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1143 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
1144 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
1145 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
1146 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
1147 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-GCAT (1x50G)
1148 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
1149 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
1150 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
1151 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
1152 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
1153 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
1154 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
1155 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
1156 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-4 Lx 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
1157 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
1158 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
1159 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 200G MCX654106A-HCAT (2x200G)
1160 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 100G MCX623106AN-CDAT (2x100G)
1161 * Mellanox\ |reg| ConnectX\ |reg|-6 Dx EN 200G MCX623105AN-VDAT (1x200G)
1162
1163 Quick Start Guide on OFED/EN
1164 ----------------------------
1165
1166 1. Download latest Mellanox OFED/EN. For more info check the  `prerequisites`_.
1167
1168
1169 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
1170    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED/EN::
1171
1172         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
1173
1174 3. Verify the firmware is the correct one::
1175
1176         ibv_devinfo
1177
1178 4. Verify all ports links are set to Ethernet::
1179
1180         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
1181         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
1182         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
1183
1184    Link types may have to be configured to Ethernet::
1185
1186         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
1187
1188         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
1189
1190    For hypervisors, verify SR-IOV is enabled on the NIC::
1191
1192         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
1193         SRIOV_EN                            True(1)
1194
1195    If needed, configure SR-IOV::
1196
1197         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
1198         mlxfwreset -d <mst device> reset
1199
1200 5. Restart the driver::
1201
1202         /etc/init.d/openibd restart
1203
1204    or::
1205
1206         service openibd restart
1207
1208    If link type was changed, firmware must be reset as well::
1209
1210         mlxfwreset -d <mst device> reset
1211
1212    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
1213    needed for the PF.
1214
1215    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs)::
1216
1217         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
1218
1219 6. Install DPDK and you are ready to go.
1220    See :doc:`compilation instructions <../linux_gsg/build_dpdk>`.
1221
1222 Enable switchdev mode
1223 ---------------------
1224
1225 Switchdev mode is a mode in E-Switch, that binds between representor and VF.
1226 Representor is a port in DPDK that is connected to a VF in such a way
1227 that assuming there are no offload flows, each packet that is sent from the VF
1228 will be received by the corresponding representor. While each packet that is
1229 sent to a representor will be received by the VF.
1230 This is very useful in case of SRIOV mode, where the first packet that is sent
1231 by the VF will be received by the DPDK application which will decide if this
1232 flow should be offloaded to the E-Switch. After offloading the flow packet
1233 that the VF that are matching the flow will not be received any more by
1234 the DPDK application.
1235
1236 1. Enable SRIOV mode::
1237
1238         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=true
1239
1240 2. Configure the max number of VFs::
1241
1242         mlxconfig -d <mst device> set NUM_OF_VFS=<num of vfs>
1243
1244 3. Reset the FW::
1245
1246         mlxfwreset -d <mst device> reset
1247
1248 3. Configure the actual number of VFs::
1249
1250         echo <num of vfs > /sys/class/net/<net device>/device/sriov_numvfs
1251
1252 4. Unbind the device (can be rebind after the switchdev mode)::
1253
1254         echo -n "<device pci address" > /sys/bus/pci/drivers/mlx5_core/unbind
1255
1256 5. Enbale switchdev mode::
1257
1258         echo switchdev > /sys/class/net/<net device>/compat/devlink/mode
1259
1260 Performance tuning
1261 ------------------
1262
1263 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance::
1264
1265         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
1266
1267   To set it back to the default CQE Zipping mode use::
1268
1269         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
1270
1271 2. In case of virtualization:
1272
1273    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
1274    - Configure boot with ``iommu=pt``.
1275    - Use 1G huge pages.
1276    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
1277    - Make sure to set CPU pinning.
1278
1279 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
1280    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
1281    and NUMA node are pinned according to the above. Run::
1282
1283         lstopo-no-graphics
1284
1285    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
1286
1287 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
1288    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
1289    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
1290    This in order to forward packets from one to the other without
1291    NUMA performance penalty.
1292
1293 5. Disable pause frames::
1294
1295         ethtool -A <netdev> rx off tx off
1296
1297 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
1298    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
1299    information about the settings.
1300
1301 .. note::
1302
1303         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
1304         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
1305         done in the following way:
1306
1307         To query the read request size use::
1308
1309                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
1310
1311         If the output is different than 3XXX, set it by::
1312
1313                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
1314
1315         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
1316         according to the setpci output.
1317
1318 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
1319
1320    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
1321    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
1322    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
1323
1324 .. _mlx5_offloads_support:
1325
1326 Supported hardware offloads
1327 ---------------------------
1328
1329 .. table:: Minimal SW/HW versions for queue offloads
1330
1331    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1332    Offload        DPDK  Linux rdma-core OFED   firmware   hardware
1333    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1334    common base    17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1335    checksums      17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1336    Rx timestamp   17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1337    TSO            17.11  4.14    16     4.2-1 12.21.1000 ConnectX-4
1338    LRO            19.08  N/A     N/A    4.6-4 16.25.6406 ConnectX-5
1339    ============== ===== ===== ========= ===== ========== ==========
1340
1341 .. table:: Minimal SW/HW versions for rte_flow offloads
1342
1343    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1344    | Offload               | with E-Switch   | with NIC        |
1345    +=======================+=================+=================+
1346    | Count                 | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1347    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.6      |
1348    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1349    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1350    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1351    | Drop                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1352    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1353    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1354    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1355    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1356    | Queue / RSS           | |               | | DPDK 18.11    |
1357    |                       | |     N/A       | | OFED 4.5      |
1358    |                       | |               | | rdma-core 23  |
1359    |                       | |               | | ConnectX-4    |
1360    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1361    | Encapsulation         | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1362    | (VXLAN / NVGRE / RAW) | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.6      |
1363    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1364    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1365    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1366    | Encapsulation         | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1367    | GENEVE                | | OFED 4.7-3    | | OFED 4.7-3    |
1368    |                       | | rdma-core 27  | | rdma-core 27  |
1369    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1370    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1371    | | Header rewrite      | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1372    | | (set_ipv4_src /     | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1373    | | set_ipv4_dst /      | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1374    | | set_ipv6_src /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1375    | | set_ipv6_dst /      | |               | |               |
1376    | | set_tp_src /        | |               | |               |
1377    | | set_tp_dst /        | |               | |               |
1378    | | dec_ttl /           | |               | |               |
1379    | | set_ttl /           | |               | |               |
1380    | | set_mac_src /       | |               | |               |
1381    | | set_mac_dst)        | |               | |               |
1382    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1383    | | Header rewrite      | | DPDK 20.02    | | DPDK 20.02    |
1384    | | (set_dscp)          | | OFED 5.0      | | OFED 5.0      |
1385    | |                     | | rdma-core 24  | | rdma-core 24  |
1386    | |                     | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1387    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1388    | Jump                  | | DPDK 19.05    | | DPDK 19.02    |
1389    |                       | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1390    |                       | | rdma-core 24  | | N/A           |
1391    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1392    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1393    | Mark / Flag           | | DPDK 19.05    | | DPDK 18.11    |
1394    |                       | | OFED 4.6      | | OFED 4.5      |
1395    |                       | | rdma-core 24  | | rdma-core 23  |
1396    |                       | | ConnectX-5    | | ConnectX-4    |
1397    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1398    | Port ID               | | DPDK 19.05    |     | N/A       |
1399    |                       | | OFED 4.7-1    |     | N/A       |
1400    |                       | | rdma-core 24  |     | N/A       |
1401    |                       | | ConnectX-5    |     | N/A       |
1402    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1403    | | VLAN                | | DPDK 19.11    | | DPDK 19.11    |
1404    | | (of_pop_vlan /      | | OFED 4.7-1    | | OFED 4.7-1    |
1405    | | of_push_vlan /      | | ConnectX-5    | | ConnectX-5    |
1406    | | of_set_vlan_pcp /   | |               | |               |
1407    | | of_set_vlan_vid)    | |               | |               |
1408    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1409    | Hairpin               | |               | | DPDK 19.11    |
1410    |                       | |     N/A       | | OFED 4.7-3    |
1411    |                       | |               | | rdma-core 26  |
1412    |                       | |               | | ConnectX-5    |
1413    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1414    | Meta data             | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1415    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1416    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1417    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1418    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1419    | Metering              | |  DPDK 19.11   | | DPDK 19.11    |
1420    |                       | |  OFED 4.7-3   | | OFED 4.7-3    |
1421    |                       | |  rdma-core 26 | | rdma-core 26  |
1422    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1423    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1424    | Sampling              | |  DPDK 20.11   | | DPDK 20.11    |
1425    |                       | |  OFED 5.2     | | OFED 5.2      |
1426    |                       | |  rdma-core 32 | | rdma-core 32  |
1427    |                       | |  ConnectX-5   | | ConnectX-5    |
1428    +-----------------------+-----------------+-----------------+
1429
1430 Notes for metadata
1431 ------------------
1432
1433 MARK and META items are interrelated with datapath - they might move from/to
1434 the applications in mbuf fields. Hence, zero value for these items has the
1435 special meaning - it means "no metadata are provided", not zero values are
1436 treated by applications and PMD as valid ones.
1437
1438 Moreover in the flow engine domain the value zero is acceptable to match and
1439 set, and we should allow to specify zero values as rte_flow parameters for the
1440 META and MARK items and actions. In the same time zero mask has no meaning and
1441 should be rejected on validation stage.
1442
1443 Notes for rte_flow
1444 ------------------
1445
1446 Flows are not cached in the driver.
1447 When stopping a device port, all the flows created on this port from the
1448 application will be flushed automatically in the background.
1449 After stopping the device port, all flows on this port become invalid and
1450 not represented in the system.
1451 All references to these flows held by the application should be discarded
1452 directly but neither destroyed nor flushed.
1453
1454 The application should re-create the flows as required after the port restart.
1455
1456 Notes for testpmd
1457 -----------------
1458
1459 Compared to librte_net_mlx4 that implements a single RSS configuration per
1460 port, librte_net_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
1461
1462 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
1463 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
1464 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
1465 behavior as librte_net_mlx4::
1466
1467    > port stop all
1468    > port config all rss all
1469    > port start all
1470
1471 Usage example
1472 -------------
1473
1474 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
1475 ConnectX-4/ConnectX-5/ConnectX-6/BlueField devices managed by librte_net_mlx5.
1476
1477 #. Load the kernel modules::
1478
1479       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
1480
1481    Alternatively if MLNX_OFED/MLNX_EN is fully installed, the following script
1482    can be run::
1483
1484       /etc/init.d/openibd restart
1485
1486    .. note::
1487
1488       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
1489       not have to be loaded.
1490
1491 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
1492    verbs. Related sysfs entries should be present::
1493
1494       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
1495
1496    Example output::
1497
1498       eth30
1499       eth31
1500       eth32
1501       eth33
1502
1503 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting::
1504
1505       {
1506           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
1507           do
1508               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
1509           done;
1510       } |
1511       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
1512
1513    Example output::
1514
1515       -w 0000:05:00.1
1516       -w 0000:06:00.0
1517       -w 0000:06:00.1
1518       -w 0000:05:00.0
1519
1520 #. Request huge pages::
1521
1522       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
1523
1524 #. Start testpmd with basic parameters::
1525
1526       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
1527
1528    Example output::
1529
1530       [...]
1531       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
1532       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1533       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
1534       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1535       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
1536       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
1537       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1538       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
1539       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1540       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
1541       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
1542       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1543       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
1544       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1545       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
1546       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
1547       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_net_mlx5
1548       PMD: librte_net_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
1549       PMD: librte_net_mlx5: 1 port(s) detected
1550       PMD: librte_net_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
1551       Interactive-mode selected
1552       Configuring Port 0 (socket 0)
1553       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
1554       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
1555       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
1556       Configuring Port 1 (socket 0)
1557       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
1558       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
1559       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
1560       Configuring Port 2 (socket 0)
1561       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
1562       PMD: librte_net_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
1563       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
1564       Configuring Port 3 (socket 0)
1565       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
1566       PMD: librte_net_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
1567       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
1568       Checking link statuses...
1569       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1570       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
1571       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1572       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
1573       Done
1574       testpmd>
1575
1576 How to dump flows
1577 -----------------
1578
1579 This section demonstrates how to dump flows. Currently, it's possible to dump
1580 all flows with assistance of external tools.
1581
1582 #. 2 ways to get flow raw file:
1583
1584    - Using testpmd CLI:
1585
1586    .. code-block:: console
1587
1588        testpmd> flow dump <port> <output_file>
1589
1590    - call rte_flow_dev_dump api:
1591
1592    .. code-block:: console
1593
1594        rte_flow_dev_dump(port, file, NULL);
1595
1596 #. Dump human-readable flows from raw file:
1597
1598    Get flow parsing tool from: https://github.com/Mellanox/mlx_steering_dump
1599
1600    .. code-block:: console
1601
1602        mlx_steering_dump.py -f <output_file>