crypto/octeontx2: add asymmetric session
[dpdk.git] / doc / guides / sample_app_ug / kernel_nic_interface.rst
index 1b3ee9a..aac4ebd 100644 (file)
@@ -21,28 +21,37 @@ The FIFO queues contain pointers to data packets in the DPDK. This:
 
 *   Provides a faster mechanism to interface with the kernel net stack and eliminates system calls
 
-*   Facilitates the DPDK using standard Linux* userspace net tools (tcpdump, ftp, and so on)
+*   Facilitates the DPDK using standard Linux* userspace net tools (tshark, rsync, and so on)
 
 *   Eliminate the copy_to_user and copy_from_user operations on packets.
 
 The Kernel NIC Interface sample application is a simple example that demonstrates the use
 of the DPDK to create a path for packets to go through the Linux* kernel.
 This is done by creating one or more kernel net devices for each of the DPDK ports.
-The application allows the use of standard Linux tools (ethtool, ifconfig, tcpdump) with the DPDK ports and
+The application allows the use of standard Linux tools (ethtool, iproute, tshark) with the DPDK ports and
 also the exchange of packets between the DPDK application and the Linux* kernel.
 
+The Kernel NIC Interface sample application requires that the
+KNI kernel module ``rte_kni`` be loaded into the kernel.  See
+:doc:`../prog_guide/kernel_nic_interface` for more information on loading
+the ``rte_kni`` kernel module.
+
 Overview
 --------
 
-The Kernel NIC Interface sample application uses two threads in user space for each physical NIC port being used,
-and allocates one or more KNI device for each physical NIC port with kernel module's support.
-For a physical NIC port, one thread reads from the port and writes to KNI devices,
-and another thread reads from KNI devices and writes the data unmodified to the physical NIC port.
-It is recommended to configure one KNI device for each physical NIC port.
-If configured with more than one KNI devices for a physical NIC port,
-it is just for performance testing, or it can work together with VMDq support in future.
+The Kernel NIC Interface sample application ``kni`` allocates one or more
+KNI interfaces for each physical NIC port.  For each physical NIC port,
+``kni`` uses two DPDK threads in user space; one thread reads from the port and
+writes to the corresponding KNI interfaces and the other thread reads from
+the KNI interfaces and writes the data unmodified to the physical NIC port.
+
+It is recommended to configure one KNI interface for each physical NIC port.
+The application can be configured with more than one KNI interface for
+each physical NIC port for performance testing or it can work together with
+VMDq support in future.
 
-The packet flow through the Kernel NIC Interface application is as shown in the following figure.
+The packet flow through the Kernel NIC Interface application is as shown
+in the following figure.
 
 .. _figure_kernel_nic:
 
@@ -50,145 +59,217 @@ The packet flow through the Kernel NIC Interface application is as shown in the
 
    Kernel NIC Application Packet Flow
 
+If link monitoring is enabled with the ``-m`` command line flag, one
+additional pthread is launched which will check the link status of each
+physical NIC port and will update the carrier status of the corresponding
+KNI interface(s) to match the physical NIC port's state.  This means that
+the KNI interface(s) will be disabled automatically when the Ethernet link
+goes down and enabled when the Ethernet link goes up.
+
+If link monitoring is enabled, the ``rte_kni`` kernel module should be loaded
+such that the :ref:`default carrier state <kni_default_carrier_state>` is
+set to *off*.  This ensures that the KNI interface is only enabled *after*
+the Ethernet link of the corresponding NIC port has reached the linkup state.
+
+If link monitoring is not enabled, the ``rte_kni`` kernel module should be
+loaded with the :ref:`default carrier state <kni_default_carrier_state>`
+set to *on*.  This sets the carrier state of the KNI interfaces to *on*
+when the KNI interfaces are enabled without regard to the actual link state
+of the corresponding NIC port.  This is useful for testing in loopback
+mode where the NIC port may not be physically connected to anything.
+
 Compiling the Application
 -------------------------
 
 To compile the sample application see :doc:`compiling`.
 
-The application is located in the ``kni`` sub-directory.
+The application is located in the ``examples/kni`` sub-directory.
 
 .. note::
 
-        This application is intended as a linuxapp only.
+        This application is intended as a linux only.
 
-Loading the Kernel Module
--------------------------
+Running the kni Example Application
+-----------------------------------
 
-Loading the KNI kernel module without any parameter is the typical way a DPDK application
-gets packets into and out of the kernel net stack.
-This way, only one kernel thread is created for all KNI devices for packet receiving in kernel side:
+The ``kni`` example application requires a number of command line options:
 
 .. code-block:: console
 
-    #insmod rte_kni.ko
+    kni [EAL options] -- -p PORTMASK --config="(port,lcore_rx,lcore_tx[,lcore_kthread,...])[,(port,lcore_rx,lcore_tx[,lcore_kthread,...])]" [-P] [-m]
 
-Pinning the kernel thread to a specific core can be done using a taskset command such as following:
+Where:
 
-.. code-block:: console
+*   ``-p PORTMASK``:
 
-    #taskset -p 100000 `pgrep --fl kni_thread | awk '{print $1}'`
+    Hexadecimal bitmask of ports to configure.
 
-This command line tries to pin the specific kni_thread on the 20th lcore (lcore numbering starts at 0),
-which means it needs to check if that lcore is available on the board.
-This command must be sent after the application has been launched, as insmod does not start the kni thread.
+*   ``--config="(port,lcore_rx,lcore_tx[,lcore_kthread,...])[,(port,lcore_rx,lcore_tx[,lcore_kthread,...])]"``:
 
-For optimum performance,
-the lcore in the mask must be selected to be on the same socket as the lcores used in the KNI application.
+    Determines which lcores the Rx and Tx DPDK tasks, and (optionally)
+    the KNI kernel thread(s) are bound to for each physical port.
 
-To provide flexibility of performance, the kernel module of the KNI,
-located in the kmod sub-directory of the DPDK target directory,
-can be loaded with parameter of kthread_mode as follows:
+*   ``-P``:
 
-*   #insmod rte_kni.ko kthread_mode=single
+    Optional flag to set all ports to promiscuous mode so that packets are
+    accepted regardless of the packet's Ethernet MAC destination address.
+    Without this option, only packets with the Ethernet MAC destination
+    address set to the Ethernet address of the port are accepted.
 
-    This mode will create only one kernel thread for all KNI devices for packet receiving in kernel side.
-    By default, it is in this single kernel thread mode.
-    It can set core affinity for this kernel thread by using Linux command taskset.
+*   ``-m``:
 
-*   #insmod rte_kni.ko kthread_mode =multiple
+    Optional flag to enable monitoring and updating of the Ethernet
+    carrier state.  With this option set, a thread will be started which
+    will periodically check the Ethernet link status of the physical
+    Ethernet ports and set the carrier state of the corresponding KNI
+    network interface to match it.  This means that the KNI interface will
+    be disabled automatically when the Ethernet link goes down and enabled
+    when the Ethernet link goes up.
 
-    This mode will create a kernel thread for each KNI device for packet receiving in kernel side.
-    The core affinity of each kernel thread is set when creating the KNI device.
-    The lcore ID for each kernel thread is provided in the command line of launching the application.
-    Multiple kernel thread mode can provide scalable higher performance.
+Refer to *DPDK Getting Started Guide* for general information on running
+applications and the Environment Abstraction Layer (EAL) options.
 
-To measure the throughput in a loopback mode, the kernel module of the KNI,
-located in the kmod sub-directory of the DPDK target directory,
-can be loaded with parameters as follows:
+The ``-c coremask`` or ``-l corelist`` parameter of the EAL options must
+include the lcores specified by ``lcore_rx`` and ``lcore_tx`` for each port,
+but does not need to include lcores specified by ``lcore_kthread`` as those
+cores are used to pin the kernel threads in the ``rte_kni`` kernel module.
 
-*   #insmod rte_kni.ko lo_mode=lo_mode_fifo
+The ``--config`` parameter must include a set of
+``(port,lcore_rx,lcore_tx,[lcore_kthread,...])`` values for each physical
+port specified in the ``-p PORTMASK`` parameter.
 
-    This loopback mode will involve ring enqueue/dequeue operations in kernel space.
+The optional ``lcore_kthread`` lcore ID parameter in ``--config`` can be
+specified zero, one or more times for each physical port.
 
-*   #insmod rte_kni.ko lo_mode=lo_mode_fifo_skb
+If no lcore ID is specified for ``lcore_kthread``, one KNI interface will
+be created for the physical port ``port`` and the KNI kernel thread(s)
+will have no specific core affinity.
 
-    This loopback mode will involve ring enqueue/dequeue operations and sk buffer copies in kernel space.
+If one or more lcore IDs are specified for ``lcore_kthread``, a KNI interface
+will be created for each lcore ID specified, bound to the physical port
+``port``.  If the ``rte_kni`` kernel module is loaded in :ref:`multiple
+kernel thread <kni_kernel_thread_mode>` mode, a kernel thread will be created
+for each KNI interface and bound to the specified core.  If the ``rte_kni``
+kernel module is loaded in :ref:`single kernel thread <kni_kernel_thread_mode>`
+mode, only one kernel thread is started for all KNI interfaces.  The kernel
+thread will be bound to the first ``lcore_kthread`` lcore ID specified.
 
-Running the Application
------------------------
+Example Configurations
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-The application requires a number of command line options:
+The following commands will first load the ``rte_kni`` kernel module in
+:ref:`multiple kernel thread <kni_kernel_thread_mode>` mode.  The ``kni``
+application is then started using two ports;  Port 0 uses lcore 4 for the
+Rx task, lcore 6 for the Tx task, and will create a single KNI interface
+``vEth0_0`` with the kernel thread bound to lcore 8.  Port 1 uses lcore
+5 for the Rx task, lcore 7 for the Tx task, and will create a single KNI
+interface ``vEth1_0`` with the kernel thread bound to lcore 9.
 
 .. code-block:: console
 
-    kni [EAL options] -- -P -p PORTMASK --config="(port,lcore_rx,lcore_tx[,lcore_kthread,...])[,port,lcore_rx,lcore_tx[,lcore_kthread,...]]"
+    # rmmod rte_kni
+    # insmod kmod/rte_kni.ko kthread_mode=multiple
+    # ./build/kni -l 4-7 -n 4 -- -P -p 0x3 -m --config="(0,4,6,8),(1,5,7,9)"
 
-Where:
+The following example is identical, except an additional ``lcore_kthread``
+core is specified per physical port.  In this case, ``kni`` will create
+four KNI interfaces: ``vEth0_0``/``vEth0_1`` bound to physical port 0 and
+``vEth1_0``/``vEth1_1`` bound to physical port 1.
 
-*   -P: Set all ports to promiscuous mode so that packets are accepted regardless of the packet's Ethernet MAC destination address.
-    Without this option, only packets with the Ethernet MAC destination address set to the Ethernet address of the port are accepted.
+The kernel thread for each interface will be bound as follows:
 
-*   -p PORTMASK: Hexadecimal bitmask of ports to configure.
+    * ``vEth0_0`` - bound to lcore 8.
+    * ``vEth0_1`` - bound to lcore 10.
+    * ``vEth1_0`` - bound to lcore 9.
+    * ``vEth1_1`` - bound to lcore 11
 
-*   --config="(port,lcore_rx, lcore_tx[,lcore_kthread, ...]) [, port,lcore_rx, lcore_tx[,lcore_kthread, ...]]":
-    Determines which lcores of RX, TX, kernel thread are mapped to which ports.
-
-Refer to *DPDK Getting Started Guide* for general information on running applications and the Environment Abstraction Layer (EAL) options.
+.. code-block:: console
 
-The -c coremask or -l corelist parameter of the EAL options should include the lcores indicated by the lcore_rx and lcore_tx,
-but does not need to include lcores indicated by lcore_kthread as they are used to pin the kernel thread on.
-The -p PORTMASK parameter should include the ports indicated by the port in --config, neither more nor less.
+    # rmmod rte_kni
+    # insmod kmod/rte_kni.ko kthread_mode=multiple
+    # ./build/kni -l 4-7 -n 4 -- -P -p 0x3 -m --config="(0,4,6,8,10),(1,5,7,9,11)"
 
-The lcore_kthread in --config can be configured none, one or more lcore IDs.
-In multiple kernel thread mode, if configured none, a KNI device will be allocated for each port,
-while no specific lcore affinity will be set for its kernel thread.
-If configured one or more lcore IDs, one or more KNI devices will be allocated for each port,
-while specific lcore affinity will be set for its kernel thread.
-In single kernel thread mode, if configured none, a KNI device will be allocated for each port.
-If configured one or more lcore IDs,
-one or more KNI devices will be allocated for each port while
-no lcore affinity will be set as there is only one kernel thread for all KNI devices.
+The following example can be used to test the interface between the ``kni``
+test application and the ``rte_kni`` kernel module.  In this example,
+the ``rte_kni`` kernel module is loaded in :ref:`single kernel thread
+mode <kni_kernel_thread_mode>`, :ref:`loopback mode <kni_loopback_mode>`
+enabled, and the :ref:`default carrier state <kni_default_carrier_state>`
+is set to *on* so that the corresponding physical NIC port does not have
+to be connected in order to use the KNI interface.  One KNI interface
+``vEth0_0`` is created for port 0 and one KNI interface ``vEth1_0`` is
+created for port 1.  Since ``rte_kni`` is loaded in "single kernel thread"
+mode, the one kernel thread is bound to lcore 8.
 
-For example, to run the application with two ports served by six lcores, one lcore of RX, one lcore of TX,
-and one lcore of kernel thread for each port:
+Since the physical NIC ports are not being used, link monitoring can be
+disabled by **not** specifying the ``-m`` flag to ``kni``:
 
 .. code-block:: console
 
-    ./build/kni -l 4-7 -n 4 -- -P -p 0x3 --config="(0,4,6,8),(1,5,7,9)"
+    # rmmod rte_kni
+    # insmod kmod/rte_kni.ko lo_mode=lo_mode_fifo carrier=on
+    # ./build/kni -l 4-7 -n 4 -- -P -p 0x3 --config="(0,4,6,8),(1,5,7,9)"
 
 KNI Operations
 --------------
 
-Once the KNI application is started, one can use different Linux* commands to manage the net interfaces.
-If more than one KNI devices configured for a physical port,
-only the first KNI device will be paired to the physical device.
-Operations on other KNI devices will not affect the physical port handled in user space application.
+Once the ``kni`` application is started, the user can use the normal
+Linux commands to manage the KNI interfaces as if they were any other
+Linux network interface.
+
+Enable KNI interface and assign an IP address:
+
+.. code-block:: console
+
+    # ip addr add dev vEth0_0 192.168.0.1
 
-Assigning an IP address:
+Show KNI interface configuration and statistics:
 
 .. code-block:: console
 
-    #ifconfig vEth0_0 192.168.0.1
+    # ip -s -d addr show vEth0_0
 
-Displaying the NIC registers:
+The user can also check and reset the packet statistics inside the ``kni``
+application by sending the app the USR1 and USR2 signals:
 
 .. code-block:: console
 
-    #ethtool -d vEth0_0
+    # Print statistics
+    # pkill -USR1 kni
 
-Dumping the network traffic:
+    # Zero statistics
+    # pkill -USR2 kni
+
+Dump network traffic:
 
 .. code-block:: console
 
-    #tcpdump -i vEth0_0
+    # tshark -n -i vEth0_0
+
+The normal Linux commands can also be used to change the MAC address and
+MTU size used by the physical NIC which corresponds to the KNI interface.
+However, if more than one KNI interface is configured for a physical port,
+these commands will only work on the first KNI interface for that port.
 
 Change the MAC address:
 
 .. code-block:: console
 
-    #ifconfig vEth0_0 hw ether 0C:01:02:03:04:08
+    # ip link set dev vEth0_0 lladdr 0C:01:02:03:04:08
 
-When the DPDK userspace application is closed, all the KNI devices are deleted from Linux*.
+Change the MTU size:
+
+.. code-block:: console
+
+    # ip link set dev vEth0_0 mtu 1450
+
+Limited ethtool support:
+
+.. code-block:: console
+
+    # ethtool -i vEth0_0
+
+When the ``kni`` application is closed, all the KNI interfaces are deleted
+from the Linux kernel.
 
 Explanation
 -----------
@@ -227,7 +308,7 @@ to see if this lcore is reading from or writing to kernel NIC interfaces.
 For the case that reads from a NIC port and writes to the kernel NIC interfaces (``kni_ingress``),
 the packet reception is the same as in L2 Forwarding sample application
 (see :ref:`l2_fwd_app_rx_tx_packets`).
-The packet transmission is done by sending mbufs into the kernel NIC interfaces by rte_kni_tx_burst().
+The packet transmission is done by sending mbufs into the kernel NIC interfaces by ``rte_kni_tx_burst()``.
 The KNI library automatically frees the mbufs after the kernel successfully copied the mbufs.
 
 For the other case that reads from kernel NIC interfaces
@@ -235,16 +316,3 @@ and writes to a physical NIC port (``kni_egress``),
 packets are retrieved by reading mbufs from kernel NIC interfaces by ``rte_kni_rx_burst()``.
 The packet transmission is the same as in the L2 Forwarding sample application
 (see :ref:`l2_fwd_app_rx_tx_packets`).
-
-Callbacks for Kernel Requests
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
-
-To execute specific PMD operations in user space requested by some Linux* commands,
-callbacks must be implemented and filled in the struct rte_kni_ops structure.
-Currently, setting a new MTU, change in MAC address, configuring promiscusous mode and
-configuring the network interface(up/down) re supported.
-Default implementation for following is available in rte_kni library.
-Application may choose to not implement following callbacks:
-
-- ``config_mac_address``
-- ``config_promiscusity``