New upstream version 17.11.5
[deb_dpdk.git] / doc / guides / nics / mlx5.rst
index da6dc27..ee58823 100644 (file)
@@ -1,5 +1,6 @@
 ..  BSD LICENSE
     Copyright 2015 6WIND S.A.
+    Copyright 2015 Mellanox
 
     Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     modification, are permitted provided that the following conditions
@@ -31,9 +32,9 @@ MLX5 poll mode driver
 =====================
 
 The MLX5 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx5**) provides support
-for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** and **Mellanox
-ConnectX-5** families of 10/25/40/50/100 Gb/s adapters as well as their
-virtual functions (VF) in SR-IOV context.
+for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
+ConnectX-5** and **Mellanox Bluefield** families of 10/25/40/50/100 Gb/s
+adapters as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
 
 Information and documentation about these adapters can be found on the
 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
@@ -64,6 +65,9 @@ physical memory (or memory that does not belong to the current process).
 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
 long as they share the same MAC address.
+This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
+more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
+application.
 
 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
 libibverbs.
@@ -71,6 +75,7 @@ libibverbs.
 Features
 --------
 
+- Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8.
 - Multiple TX and RX queues.
 - Support for scattered TX and RX frames.
 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
@@ -87,19 +92,51 @@ Features
 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
 - Flow API.
-- Secondary process TX is supported.
+- Multiple process.
 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
 - RSS hash result is supported.
 - Hardware TSO.
 - Hardware checksum TX offload for VXLAN and GRE.
+- RX interrupts.
+- Statistics query including Basic, Extended and per queue.
+- Rx HW timestamp.
 
 Limitations
 -----------
 
 - Inner RSS for VXLAN frames is not supported yet.
-- Port statistics through software counters only.
+- Port statistics through software counters only. Flow statistics are
+  supported by hardware counters.
 - Hardware checksum RX offloads for VXLAN inner header are not supported yet.
-- Secondary process RX is not supported.
+- For secondary process:
+
+  - Forked secondary process not supported.
+  - All mempools must be initialized before rte_eth_dev_start().
+
+- Flow pattern without any specific vlan will match for vlan packets as well:
+
+  When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
+  Meaning, the flow rule::
+
+        flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
+
+  Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rules::
+
+        flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
+
+  Or::
+
+        flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
+
+  Will match any ipv4 packet (VLAN included).
+
+- A multi segment packet must have less than 6 segments in case the Tx burst function
+  is set to multi-packet send or Enhanced multi-packet send. Otherwise it must have
+  less than 50 segments.
+- Count action for RTE flow is only supported in Mellanox OFED 4.2.
+- Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
+  to 0 are not supported.
+- VXLAN TSO and checksum offloads are not supported on VM.
 
 Configuration
 -------------
@@ -144,6 +181,23 @@ Environment variables
   This is disabled by default since this can also decrease performance for
   unaligned packet sizes.
 
+- ``MLX5_SHUT_UP_BF``
+
+  Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
+
+  By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
+  The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
+  becomes full, but it depends on CPU design.
+
+  Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
+  after updating the register so that the update can be immediately visible to
+  HW.
+
+  When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
+  is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
+  variable will bring better latency even though the maximum throughput can
+  slightly decline.
+
 Run-time configuration
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
@@ -156,13 +210,12 @@ Run-time configuration
 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
 
   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
-  allows to save PCI bandwidth and improve performance at the cost of a
-  slightly higher CPU usage.  Enabled by default.
+  allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
 
   Supported on:
 
-  - x86_64 with ConnectX4 and ConnectX4 LX
-  - Power8 with ConnectX4 LX
+  - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 LX, ConnectX-5 and Bluefield.
+  - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 LX, ConnectX-5 and Bluefield.
 
 - ``txq_inline`` parameter [int]
 
@@ -170,8 +223,8 @@ Run-time configuration
   Can improve PPS performance when PCI back pressure is detected and may be
   useful for scenarios involving heavy traffic on many queues.
 
-  It is not enabled by default (set to 0) since the additional software
-  logic necessary to handle this mode can lower performance when back
+  Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
+  option should be used with care, as it can lower performance when back
   pressure is not expected.
 
 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
@@ -181,25 +234,54 @@ Run-time configuration
 
   This option should be used in combination with ``txq_inline`` above.
 
+  On ConnectX-4, ConnectX-4 LX, ConnectX-5 and Bluefield without
+  Enhanced MPW:
+
+        - Disabled by default.
+        - In case ``txq_inline`` is set recommendation is 4.
+
+  On ConnectX-5 and Bluefield with Enhanced MPW:
+
+        - Set to 8 by default.
+
+- ``txqs_max_vec`` parameter [int]
+
+  Enable vectorized Tx only when the number of TX queues is less than or
+  equal to this value. Effective only when ``tx_vec_en`` is enabled.
+
+  On ConnectX-5:
+
+        - Set to 8 by default on ARMv8.
+        - Set to 4 by default otherwise.
+
+  On Bluefield
+
+        - Set to 16 by default.
+
 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
 
   A nonzero value enables multi-packet send (MPS) for ConnectX-4 Lx and
-  enhanced multi-packet send (Enhanced MPS) for ConnectX-5. MPS allows the
-  TX burst function to pack up multiple packets in a single descriptor
-  session in order to save PCI bandwidth and improve performance at the
-  cost of a slightly higher CPU usage. When ``txq_inline`` is set along
-  with ``txq_mpw_en``, TX burst function tries to copy entire packet data
-  on to TX descriptor instead of including pointer of packet only if there
-  is enough room remained in the descriptor. ``txq_inline`` sets
-  per-descriptor space for either pointers or inlined packets. In addition,
-  Enhanced MPS supports hybrid mode - mixing inlined packets and pointers
-  in the same descriptor.
+  enhanced multi-packet send (Enhanced MPS) for ConnectX-5 and Bluefield.
+  MPS allows the TX burst function to pack up multiple packets in a
+  single descriptor session in order to save PCI bandwidth and improve
+  performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
+  ``txq_inline`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function tries
+  to copy entire packet data on to TX descriptor instead of including
+  pointer of packet only if there is enough room remained in the
+  descriptor. ``txq_inline`` sets per-descriptor space for either pointers
+  or inlined packets. In addition, Enhanced MPS supports hybrid mode -
+  mixing inlined packets and pointers in the same descriptor.
 
   This option cannot be used in conjunction with ``tso`` below. When ``tso``
   is set, ``txq_mpw_en`` is disabled.
 
-  It is currently only supported on the ConnectX-4 Lx and ConnectX-5
-  families of adapters. Enabled by default.
+  It is currently only supported on the ConnectX-4 Lx, ConnectX-5 and Bluefield
+  families of adapters.
+  On ConnectX-4 Lx the MPW is considered un-secure hence disabled by default.
+  Users which enable the MPW should be aware that application which provides incorrect
+  mbuf descriptors in the Tx burst can lead to serious errors in the host including, on some cases,
+  NIC to get stuck.
+  On ConnectX-5 and Bluefield the MPW is secure and enabled by default.
 
 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
 
@@ -221,9 +303,21 @@ Run-time configuration
 
   A nonzero value enables hardware TSO.
   When hardware TSO is enabled, packets marked with TCP segmentation
-  offload will be divided into segments by the hardware.
+  offload will be divided into segments by the hardware. Disabled by default.
+
+- ``tx_vec_en`` parameter [int]
+
+  A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5 and Bluefield NICs if the number of
+  global Tx queues on the port is less than ``txqs_max_vec``.
+
+  Enabled by default on ConnectX-5 and Bluefield.
+
+- ``rx_vec_en`` parameter [int]
 
-  Disabled by default.
+  A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
+  multi-segment otherwise this parameter is ignored.
+
+  Enabled by default.
 
 Prerequisites
 -------------
@@ -244,13 +338,14 @@ DPDK and must be installed separately:
 
 - **libmlx5**
 
-  Low-level user space driver library for Mellanox ConnectX-4/ConnectX-5
-  devices, it is automatically loaded by libibverbs.
+  Low-level user space driver library for Mellanox
+  ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield devices, it is automatically loaded
+  by libibverbs.
 
   This library basically implements send/receive calls to the hardware
   queues.
 
-- **Kernel modules** (mlnx-ofed-kernel)
+- **Kernel modules**
 
   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
@@ -259,15 +354,16 @@ DPDK and must be installed separately:
   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
   their devices:
 
-  - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox ConnectX-4/ConnectX-5
-    devices and related Ethernet kernel network devices.
+  - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
+    ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield devices and related Ethernet kernel
+    network devices.
   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
 
 - **Firmware update**
 
-  Mellanox OFED releases include firmware updates for ConnectX-4/ConnectX-5
-  adapters.
+  Mellanox OFED releases include firmware updates for
+  ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield adapters.
 
   Because each release provides new features, these updates must be applied to
   match the kernel modules and libraries they come with.
@@ -277,18 +373,34 @@ DPDK and must be installed separately:
    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
    licensed.
 
-Currently supported by DPDK:
+Installation
+~~~~~~~~~~~~
 
-- Mellanox OFED version: **4.0-2.0.0.0**
-- firmware version:
+Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
+(recommended) or Mellanox OFED, which provides compatibility with older
+releases.
 
-  - ConnectX-4: **12.18.2000**
-  - ConnectX-4 Lx: **14.18.2000**
-  - ConnectX-5: **16.19.1200**
-  - ConnectX-5 Ex: **16.19.1200**
+RMDA Core with Linux Kernel
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
 
-Getting Mellanox OFED
-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
+- Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
+- Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
+  (see `RDMA Core installation documentation`_)
+
+.. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
+.. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
+
+Mellanox OFED
+^^^^^^^^^^^^^
+
+- Mellanox OFED version: **4.2**.
+- firmware version:
+
+  - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
+  - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
+  - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
+  - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
+  - Bluefield: **18.99.3950** and above.
 
 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
@@ -330,6 +442,155 @@ Supported NICs
 * Mellanox(R) ConnectX(R)-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
 * Mellanox(R) ConnectX(R)-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
 
+Quick Start Guide on OFED
+-------------------------
+
+1. Download latest Mellanox OFED. For more info check the  `prerequisites`_.
+
+
+2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
+   only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
+
+3. Verify the firmware is the correct one:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ibv_devinfo
+
+4. Verify all ports links are set to Ethernet:
+
+   .. code-block:: console
+
+        mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
+        LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
+        LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
+
+   Link types may have to be configured to Ethernet:
+
+   .. code-block:: console
+
+        mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
+
+        * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
+
+   For hypervisors verify SR-IOV is enabled on the NIC:
+
+   .. code-block:: console
+
+        mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
+        SRIOV_EN                            True(1)
+
+   If needed, set enable the set the relevant fields:
+
+   .. code-block:: console
+
+        mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
+        mlxfwreset -d <mst device> reset
+
+5. Restart the driver:
+
+   .. code-block:: console
+
+        /etc/init.d/openibd restart
+
+   or:
+
+   .. code-block:: console
+
+        service openibd restart
+
+   If link type was changed, firmware must be reset as well:
+
+   .. code-block:: console
+
+        mlxfwreset -d <mst device> reset
+
+   For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
+   needed for the PF.
+
+   To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs):
+
+   .. code-block:: console
+
+        echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
+
+6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
+   :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
+
+Performance tuning
+------------------
+
+1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance:
+
+  .. code-block:: console
+
+        mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
+
+  To set it back to the default CQE Zipping mode use:
+
+  .. code-block:: console
+
+        mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
+
+2. In case of virtualization:
+
+   - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
+   - Configure boot with ``iommu=pt``.
+   - Use 1G huge pages.
+   - Make sure to allocate a VM on huge pages.
+   - Make sure to set CPU pinning.
+
+3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
+   for better performance. For VMs, verify that the right CPU
+   and NUMA node are pinned according to the above. Run:
+
+   .. code-block:: console
+
+        lstopo-no-graphics
+
+   to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
+
+4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
+   to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
+   it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
+   This in order to forward packets from one to the other without
+   NUMA performance penalty.
+
+5. Disable pause frames:
+
+   .. code-block:: console
+
+        ethtool -A <netdev> rx off tx off
+
+6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
+   via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
+   information about the settings.
+
+.. note::
+
+        On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
+        to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
+        done in the following way:
+
+        To query the read request size use:
+
+        .. code-block:: console
+
+                setpci -s <NIC PCI address> 68.w
+
+        If the output is different than 3XXX, set it by:
+
+        .. code-block:: console
+
+                setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
+
+        The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
+        according to the setpci output.
+
 Notes for testpmd
 -----------------
 
@@ -351,7 +612,7 @@ Usage example
 -------------
 
 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
-ConnectX-4/ConnectX-5 devices managed by librte_pmd_mlx5.
+ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield devices managed by librte_pmd_mlx5.
 
 #. Load the kernel modules: