net/mlx5: support power monitoring
[dpdk.git] / doc / guides / nics / pcap_ring.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright(c) 2010-2015 Intel Corporation.
3
4 Libpcap and Ring Based Poll Mode Drivers
5 ========================================
6
7 In addition to Poll Mode Drivers (PMDs) for physical and virtual hardware,
8 the DPDK also includes pure-software PMDs, two of these drivers are:
9
10 *   A libpcap -based PMD (**librte_net_pcap**) that reads and writes packets using libpcap,
11     - both from files on disk, as well as from physical NIC devices using standard Linux kernel drivers.
12
13 *   A ring-based PMD (**librte_net_ring**) that allows a set of software FIFOs (that is, rte_ring)
14     to be accessed using the PMD APIs, as though they were physical NICs.
15
16 .. note::
17
18     The libpcap -based PMD has an external dependency on the libpcap development files which must
19     be installed on the board.
20
21 Using the Drivers from the EAL Command Line
22 -------------------------------------------
23
24 For ease of use, the DPDK EAL also has been extended to allow pseudo-Ethernet devices,
25 using one or more of these drivers,
26 to be created at application startup time during EAL initialization.
27
28 To do so, the --vdev= parameter must be passed to the EAL.
29 This takes take options to allow ring and pcap-based Ethernet to be allocated and used transparently by the application.
30 This can be used, for example, for testing on a virtual machine where there are no Ethernet ports.
31
32 Libpcap-based PMD
33 ~~~~~~~~~~~~~~~~~
34
35 Pcap-based devices can be created using the virtual device --vdev option.
36 The device name must start with the net_pcap prefix followed by numbers or letters.
37 The name is unique for each device. Each device can have multiple stream options and multiple devices can be used.
38 Multiple device definitions can be arranged using multiple --vdev.
39 Device name and stream options must be separated by commas as shown below:
40
41 .. code-block:: console
42
43    ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
44        --vdev 'net_pcap0,stream_opt0=..,stream_opt1=..' \
45        --vdev='net_pcap1,stream_opt0=..'
46
47 Device Streams
48 ^^^^^^^^^^^^^^
49
50 Multiple ways of stream definitions can be assessed and combined as long as the following two rules are respected:
51
52 *   A device is provided with two different streams - reception and transmission.
53
54 *   A device is provided with one network interface name used for reading and writing packets.
55
56 The different stream types are:
57
58 *   rx_pcap: Defines a reception stream based on a pcap file.
59     The driver reads each packet within the given pcap file as if it was receiving it from the wire.
60     The value is a path to a valid pcap file.
61
62         rx_pcap=/path/to/file.pcap
63
64 *   tx_pcap: Defines a transmission stream based on a pcap file.
65     The driver writes each received packet to the given pcap file.
66     The value is a path to a pcap file.
67     The file is overwritten if it already exists and it is created if it does not.
68
69         tx_pcap=/path/to/file.pcap
70
71 *   rx_iface: Defines a reception stream based on a network interface name.
72     The driver reads packets from the given interface using the Linux kernel driver for that interface.
73     The driver captures both the incoming and outgoing packets on that interface.
74     The value is an interface name.
75
76         rx_iface=eth0
77
78 *   rx_iface_in: Defines a reception stream based on a network interface name.
79     The driver reads packets from the given interface using the Linux kernel driver for that interface.
80     The driver captures only the incoming packets on that interface.
81     The value is an interface name.
82
83         rx_iface_in=eth0
84
85 *   tx_iface: Defines a transmission stream based on a network interface name.
86     The driver sends packets to the given interface using the Linux kernel driver for that interface.
87     The value is an interface name.
88
89         tx_iface=eth0
90
91 *   iface: Defines a device mapping a network interface.
92     The driver both reads and writes packets from and to the given interface.
93     The value is an interface name.
94
95         iface=eth0
96
97 Runtime Config Options
98 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
99
100 - Use PCAP interface physical MAC
101
102  In case ``iface=`` configuration is set, user may want to use the selected interface's physical MAC
103  address. This can be done with a ``devarg`` ``phy_mac``, for example::
104
105    --vdev 'net_pcap0,iface=eth0,phy_mac=1'
106
107 - Use the RX PCAP file to infinitely receive packets
108
109  In case ``rx_pcap=`` configuration is set, user may want to use the selected PCAP file for rudimental
110  performance testing. This can be done with a ``devarg`` ``infinite_rx``, for example::
111
112    --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,infinite_rx=1'
113
114  When this mode is used, it is recommended to drop all packets on transmit by not providing a tx_pcap or tx_iface.
115
116  This option is device wide, so all queues on a device will either have this enabled or disabled.
117  This option should only be provided once per device.
118
119 - Drop all packets on transmit
120
121  The user may want to drop all packets on tx for a device. This can be done by not providing a tx_pcap or tx_iface, for example::
122
123    --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap'
124
125  In this case, one tx drop queue is created for each rxq on that device.
126
127  - Receive no packets on Rx
128
129  The user may want to run without receiving any packets on Rx. This can be done by not providing a rx_pcap or rx_iface, for example::
130
131    --vdev 'net_pcap0,tx_pcap=file_tx.pcap'
132
133 In this case, one dummy rx queue is created for each tx queue argument passed
134
135 Examples of Usage
136 ^^^^^^^^^^^^^^^^^
137
138 Read packets from one pcap file and write them to another:
139
140 .. code-block:: console
141
142     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
143         --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,tx_pcap=file_tx.pcap' \
144         -- --port-topology=chained
145
146 Read packets from a network interface and write them to a pcap file:
147
148 .. code-block:: console
149
150     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
151         --vdev 'net_pcap0,rx_iface=eth0,tx_pcap=file_tx.pcap' \
152         -- --port-topology=chained
153
154 Read packets from a pcap file and write them to a network interface:
155
156 .. code-block:: console
157
158     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
159         --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,tx_iface=eth1' \
160         -- --port-topology=chained
161
162 Forward packets through two network interfaces:
163
164 .. code-block:: console
165
166     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
167         --vdev 'net_pcap0,iface=eth0' --vdev='net_pcap1,iface=eth1'
168
169 Enable 2 tx queues on a network interface:
170
171 .. code-block:: console
172
173     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
174         --vdev 'net_pcap0,rx_iface=eth1,tx_iface=eth1,tx_iface=eth1' \
175         -- --txq 2
176
177 Read only incoming packets from a network interface and write them back to the same network interface:
178
179 .. code-block:: console
180
181     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
182         --vdev 'net_pcap0,rx_iface_in=eth1,tx_iface=eth1'
183
184 Using libpcap-based PMD with the testpmd Application
185 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
186
187 One of the first things that testpmd does before starting to forward packets is to flush the RX streams
188 by reading the first 512 packets on every RX stream and discarding them.
189 When using a libpcap-based PMD this behavior can be turned off using the following command line option:
190
191 .. code-block:: console
192
193     --no-flush-rx
194
195 It is also available in the runtime command line:
196
197 .. code-block:: console
198
199     set flush_rx on/off
200
201 It is useful for the case where the rx_pcap is being used and no packets are meant to be discarded.
202 Otherwise, the first 512 packets from the input pcap file will be discarded by the RX flushing operation.
203
204 .. code-block:: console
205
206     ./<build_dir>/app/dpdk-testpmd -l 0-3 -n 4 \
207         --vdev 'net_pcap0,rx_pcap=file_rx.pcap,tx_pcap=file_tx.pcap' \
208         -- --port-topology=chained --no-flush-rx
209
210 .. note::
211
212    The network interface provided to the PMD should be up. The PMD will return
213    an error if interface is down, and the PMD itself won't change the status
214    of the external network interface.
215
216
217 Rings-based PMD
218 ~~~~~~~~~~~~~~~
219
220 To run a DPDK application on a machine without any Ethernet devices, a pair of ring-based rte_ethdevs can be used as below.
221 The device names passed to the --vdev option must start with net_ring and take no additional parameters.
222 Multiple devices may be specified, separated by commas.
223
224 .. code-block:: console
225
226     ./dpdk-testpmd -l 1-3 -n 4 --vdev=net_ring0 --vdev=net_ring1 -- -i
227     EAL: Detected lcore 1 as core 1 on socket 0
228     ...
229
230     Interactive-mode selected
231     Configuring Port 0 (socket 0)
232     Configuring Port 1 (socket 0)
233     Checking link statuses...
234     Port 0 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
235     Port 1 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
236     Done
237
238     testpmd> start tx_first
239     io packet forwarding - CRC stripping disabled - packets/burst=16
240     nb forwarding cores=1 - nb forwarding ports=2
241     RX queues=1 - RX desc=128 - RX free threshold=0
242     RX threshold registers: pthresh=8 hthresh=8 wthresh=4
243     TX queues=1 - TX desc=512 - TX free threshold=0
244     TX threshold registers: pthresh=36 hthresh=0 wthresh=0
245     TX RS bit threshold=0 - TXQ flags=0x0
246
247     testpmd> stop
248     Telling cores to stop...
249     Waiting for lcores to finish...
250
251 .. image:: img/forward_stats.*
252
253 .. code-block:: console
254
255     +++++++++++++++ Accumulated forward statistics for allports++++++++++
256     RX-packets: 462384736  RX-dropped: 0 RX-total: 462384736
257     TX-packets: 462384768  TX-dropped: 0 TX-total: 462384768
258     +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
259
260     Done.
261
262
263 Using the Poll Mode Driver from an Application
264 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
265
266 Both drivers can provide similar APIs to allow the user to create a PMD, that is,
267 rte_ethdev structure, instances at run-time in the end-application,
268 for example, using rte_eth_from_rings() or rte_eth_from_pcaps() APIs.
269 For the rings-based PMD, this functionality could be used, for example,
270 to allow data exchange between cores using rings to be done in exactly the
271 same way as sending or receiving packets from an Ethernet device.
272 For the libpcap-based PMD, it allows an application to open one or more pcap files
273 and use these as a source of packet input to the application.
274
275 Usage Examples
276 ^^^^^^^^^^^^^^
277
278 To create two pseudo-Ethernet ports where all traffic sent to a port is looped back
279 for reception on the same port (error handling omitted for clarity):
280
281 .. code-block:: c
282
283     #define RING_SIZE 256
284     #define NUM_RINGS 2
285     #define SOCKET0 0
286
287     struct rte_ring *ring[NUM_RINGS];
288     int port0, port1;
289
290     ring[0] = rte_ring_create("R0", RING_SIZE, SOCKET0, RING_F_SP_ENQ|RING_F_SC_DEQ);
291     ring[1] = rte_ring_create("R1", RING_SIZE, SOCKET0, RING_F_SP_ENQ|RING_F_SC_DEQ);
292
293     /* create two ethdev's */
294
295     port0 = rte_eth_from_rings("net_ring0", ring, NUM_RINGS, ring, NUM_RINGS, SOCKET0);
296     port1 = rte_eth_from_rings("net_ring1", ring, NUM_RINGS, ring, NUM_RINGS, SOCKET0);
297
298
299 To create two pseudo-Ethernet ports where the traffic is switched between them,
300 that is, traffic sent to port 0 is read back from port 1 and vice-versa,
301 the final two lines could be changed as below:
302
303 .. code-block:: c
304
305     port0 = rte_eth_from_rings("net_ring0", &ring[0], 1, &ring[1], 1, SOCKET0);
306     port1 = rte_eth_from_rings("net_ring1", &ring[1], 1, &ring[0], 1, SOCKET0);
307
308 This type of configuration could be useful in a pipeline model, for example,
309 where one may want to have inter-core communication using pseudo Ethernet devices rather than raw rings,
310 for reasons of API consistency.
311
312 Enqueuing and dequeuing items from an rte_ring using the rings-based PMD may be slower than using the native rings API.
313 This is because DPDK Ethernet drivers make use of function pointers to call the appropriate enqueue or dequeue functions,
314 while the rte_ring specific functions are direct function calls in the code and are often inlined by the compiler.
315
316    Once an ethdev has been created, for either a ring or a pcap-based PMD,
317    it should be configured and started in the same way as a regular Ethernet device, that is,
318    by calling rte_eth_dev_configure() to set the number of receive and transmit queues,
319    then calling rte_eth_rx_queue_setup() / tx_queue_setup() for each of those queues and
320    finally calling rte_eth_dev_start() to allow transmission and reception of packets to begin.