Auto-merge of ae1479de3027a4a0f68d90bf65ac6ff2b862b837
[deb_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 MLX5 poll mode driver
6 =====================
7
8 The MLX5 poll mode driver library (**librte_pmd_mlx5**) provides support
9 for **Mellanox ConnectX-4**, **Mellanox ConnectX-4 Lx** , **Mellanox
10 ConnectX-5** and **Mellanox Bluefield** families of 10/25/40/50/100 Gb/s
11 adapters as well as their virtual functions (VF) in SR-IOV context.
12
13 Information and documentation about these adapters can be found on the
14 `Mellanox website <http://www.mellanox.com>`__. Help is also provided by the
15 `Mellanox community <http://community.mellanox.com/welcome>`__.
16
17 There is also a `section dedicated to this poll mode driver
18 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=209&mtag=pmd_for_dpdk>`__.
19
20 .. note::
21
22    Due to external dependencies, this driver is disabled by default. It must
23    be enabled manually by setting ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD=y`` and
24    recompiling DPDK.
25
26 Implementation details
27 ----------------------
28
29 Besides its dependency on libibverbs (that implies libmlx5 and associated
30 kernel support), librte_pmd_mlx5 relies heavily on system calls for control
31 operations such as querying/updating the MTU and flow control parameters.
32
33 For security reasons and robustness, this driver only deals with virtual
34 memory addresses. The way resources allocations are handled by the kernel
35 combined with hardware specifications that allow it to handle virtual memory
36 addresses directly ensure that DPDK applications cannot access random
37 physical memory (or memory that does not belong to the current process).
38
39 This capability allows the PMD to coexist with kernel network interfaces
40 which remain functional, although they stop receiving unicast packets as
41 long as they share the same MAC address.
42 This means legacy linux control tools (for example: ethtool, ifconfig and
43 more) can operate on the same network interfaces that owned by the DPDK
44 application.
45
46 Enabling librte_pmd_mlx5 causes DPDK applications to be linked against
47 libibverbs.
48
49 Features
50 --------
51
52 - Multi arch support: x86_64, POWER8, ARMv8, i686.
53 - Multiple TX and RX queues.
54 - Support for scattered TX and RX frames.
55 - IPv4, IPv6, TCPv4, TCPv6, UDPv4 and UDPv6 RSS on any number of queues.
56 - Several RSS hash keys, one for each flow type.
57 - Configurable RETA table.
58 - Support for multiple MAC addresses.
59 - VLAN filtering.
60 - RX VLAN stripping.
61 - TX VLAN insertion.
62 - RX CRC stripping configuration.
63 - Promiscuous mode.
64 - Multicast promiscuous mode.
65 - Hardware checksum offloads.
66 - Flow director (RTE_FDIR_MODE_PERFECT, RTE_FDIR_MODE_PERFECT_MAC_VLAN and
67   RTE_ETH_FDIR_REJECT).
68 - Flow API.
69 - Multiple process.
70 - KVM and VMware ESX SR-IOV modes are supported.
71 - RSS hash result is supported.
72 - Hardware TSO for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
73 - Hardware checksum Tx offload for generic IP or UDP tunnel, including VXLAN and GRE.
74 - RX interrupts.
75 - Statistics query including Basic, Extended and per queue.
76 - Rx HW timestamp.
77 - Tunnel types: VXLAN, L3 VXLAN, VXLAN-GPE, GRE, MPLSoGRE, MPLSoUDP.
78 - Tunnel HW offloads: packet type, inner/outer RSS, IP and UDP checksum verification.
79
80 Limitations
81 -----------
82
83 - For secondary process:
84
85   - Forked secondary process not supported.
86   - All mempools must be initialized before rte_eth_dev_start().
87
88 - Flow pattern without any specific vlan will match for vlan packets as well:
89
90   When VLAN spec is not specified in the pattern, the matching rule will be created with VLAN as a wild card.
91   Meaning, the flow rule::
92
93         flow create 0 ingress pattern eth / vlan vid is 3 / ipv4 / end ...
94
95   Will only match vlan packets with vid=3. and the flow rules::
96
97         flow create 0 ingress pattern eth / ipv4 / end ...
98
99   Or::
100
101         flow create 0 ingress pattern eth / vlan / ipv4 / end ...
102
103   Will match any ipv4 packet (VLAN included).
104
105 - A multi segment packet must have less than 6 segments in case the Tx burst function
106   is set to multi-packet send or Enhanced multi-packet send. Otherwise it must have
107   less than 50 segments.
108
109 - Count action for RTE flow is **only supported in Mellanox OFED**.
110
111 - Flows with a VXLAN Network Identifier equal (or ends to be equal)
112   to 0 are not supported.
113
114 - VXLAN TSO and checksum offloads are not supported on VM.
115
116 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE tunnels cannot be supported together with MPLSoGRE and MPLSoUDP.
117
118 - VF: flow rules created on VF devices can only match traffic targeted at the
119   configured MAC addresses (see ``rte_eth_dev_mac_addr_add()``).
120
121 .. note::
122
123    MAC addresses not already present in the bridge table of the associated
124    kernel network device will be added and cleaned up by the PMD when closing
125    the device. In case of ungraceful program termination, some entries may
126    remain present and should be removed manually by other means.
127
128 - When Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``), a Rx packet can be
129   externally attached to a user-provided mbuf with having EXT_ATTACHED_MBUF in
130   ol_flags. As the mempool for the external buffer is managed by PMD, all the
131   Rx mbufs must be freed before the device is closed. Otherwise, the mempool of
132   the external buffers will be freed by PMD and the application which still
133   holds the external buffers may be corrupted.
134 <<<<<<< HEAD   (8cee23 Note AES PMDs enablement in changelog)
135 =======
136
137 - If Multi-Packet Rx queue is configured (``mprq_en``) and Rx CQE compression is
138   enabled (``rxq_cqe_comp_en``) at the same time, RSS hash result is not fully
139   supported. Some Rx packets may not have PKT_RX_RSS_HASH.
140 >>>>>>> BRANCH (b63264 New upstream version 18.08)
141
142 Statistics
143 ----------
144
145 MLX5 supports various of methods to report statistics:
146
147 Port statistics can be queried using ``rte_eth_stats_get()``. The port statistics are through SW only and counts the number of packets received or sent successfully by the PMD.
148
149 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.
150
151 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.
152
153 Configuration
154 -------------
155
156 Compilation options
157 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
158
159 These options can be modified in the ``.config`` file.
160
161 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_PMD`` (default **n**)
162
163   Toggle compilation of librte_pmd_mlx5 itself.
164
165 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DLOPEN_DEPS`` (default **n**)
166
167   Build PMD with additional code to make it loadable without hard
168   dependencies on **libibverbs** nor **libmlx5**, which may not be installed
169   on the target system.
170
171   In this mode, their presence is still required for it to run properly,
172   however their absence won't prevent a DPDK application from starting (with
173   ``CONFIG_RTE_BUILD_SHARED_LIB`` disabled) and they won't show up as
174   missing with ``ldd(1)``.
175
176   It works by moving these dependencies to a purpose-built rdma-core "glue"
177   plug-in which must either be installed in a directory whose name is based
178   on ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` suffixed with ``-glue`` if set, or in a
179   standard location for the dynamic linker (e.g. ``/lib``) if left to the
180   default empty string (``""``).
181
182   This option has no performance impact.
183
184 - ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DEBUG`` (default **n**)
185
186   Toggle debugging code and stricter compilation flags. Enabling this option
187   adds additional run-time checks and debugging messages at the cost of
188   lower performance.
189
190 Environment variables
191 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
192
193 - ``MLX5_GLUE_PATH``
194
195   A list of directories in which to search for the rdma-core "glue" plug-in,
196   separated by colons or semi-colons.
197
198   Only matters when compiled with ``CONFIG_RTE_LIBRTE_MLX5_DLOPEN_DEPS``
199   enabled and most useful when ``CONFIG_RTE_EAL_PMD_PATH`` is also set,
200   since ``LD_LIBRARY_PATH`` has no effect in this case.
201
202 - ``MLX5_PMD_ENABLE_PADDING``
203
204   Enables HW packet padding in PCI bus transactions.
205
206   When packet size is cache aligned and CRC stripping is enabled, 4 fewer
207   bytes are written to the PCI bus. Enabling padding makes such packets
208   aligned again.
209
210   In cases where PCI bandwidth is the bottleneck, padding can improve
211   performance by 10%.
212
213   This is disabled by default since this can also decrease performance for
214   unaligned packet sizes.
215
216 - ``MLX5_SHUT_UP_BF``
217
218   Configures HW Tx doorbell register as IO-mapped.
219
220   By default, the HW Tx doorbell is configured as a write-combining register.
221   The register would be flushed to HW usually when the write-combining buffer
222   becomes full, but it depends on CPU design.
223
224   Except for vectorized Tx burst routines, a write memory barrier is enforced
225   after updating the register so that the update can be immediately visible to
226   HW.
227
228   When vectorized Tx burst is called, the barrier is set only if the burst size
229   is not aligned to MLX5_VPMD_TX_MAX_BURST. However, setting this environmental
230   variable will bring better latency even though the maximum throughput can
231   slightly decline.
232
233 Run-time configuration
234 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
235
236 - librte_pmd_mlx5 brings kernel network interfaces up during initialization
237   because it is affected by their state. Forcing them down prevents packets
238   reception.
239
240 - **ethtool** operations on related kernel interfaces also affect the PMD.
241
242 - ``rxq_cqe_comp_en`` parameter [int]
243
244   A nonzero value enables the compression of CQE on RX side. This feature
245   allows to save PCI bandwidth and improve performance. Enabled by default.
246
247   Supported on:
248
249   - x86_64 with ConnectX-4, ConnectX-4 LX, ConnectX-5 and Bluefield.
250   - POWER8 and ARMv8 with ConnectX-4 LX, ConnectX-5 and Bluefield.
251
252 - ``mprq_en`` parameter [int]
253
254   A nonzero value enables configuring Multi-Packet Rx queues. Rx queue is
255   configured as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
256   ``rxqs_min_mprq`` or more and Rx scatter isn't configured. Disabled by
257   default.
258
259   Multi-Packet Rx Queue (MPRQ a.k.a Striding RQ) can further save PCIe bandwidth
260   by posting a single large buffer for multiple packets. Instead of posting a
261   buffers per a packet, one large buffer is posted in order to receive multiple
262   packets on the buffer. A MPRQ buffer consists of multiple fixed-size strides
263   and each stride receives one packet. MPRQ can improve throughput for
264   small-packet tarffic.
265
266   When MPRQ is enabled, max_rx_pkt_len can be larger than the size of
267   user-provided mbuf even if DEV_RX_OFFLOAD_SCATTER isn't enabled. PMD will
268   configure large stride size enough to accommodate max_rx_pkt_len as long as
269   device allows. Note that this can waste system memory compared to enabling Rx
270   scatter and multi-segment packet.
271
272 - ``mprq_log_stride_num`` parameter [int]
273
274   Log 2 of the number of strides for Multi-Packet Rx queue. Configuring more
275   strides can reduce PCIe tarffic further. If configured value is not in the
276   range of device capability, the default value will be set with a warning
277   message. The default value is 4 which is 16 strides per a buffer, valid only
278   if ``mprq_en`` is set.
279
280   The size of Rx queue should be bigger than the number of strides.
281
282 - ``mprq_max_memcpy_len`` parameter [int]
283
284   The maximum length of packet to memcpy in case of Multi-Packet Rx queue. Rx
285   packet is mem-copied to a user-provided mbuf if the size of Rx packet is less
286   than or equal to this parameter. Otherwise, PMD will attach the Rx packet to
287   the mbuf by external buffer attachment - ``rte_pktmbuf_attach_extbuf()``.
288   A mempool for external buffers will be allocated and managed by PMD. If Rx
289   packet is externally attached, ol_flags field of the mbuf will have
290   EXT_ATTACHED_MBUF and this flag must be preserved. ``RTE_MBUF_HAS_EXTBUF()``
291   checks the flag. The default value is 128, valid only if ``mprq_en`` is set.
292
293 - ``rxqs_min_mprq`` parameter [int]
294
295   Configure Rx queues as Multi-Packet RQ if the total number of Rx queues is
296   greater or equal to this value. The default value is 12, valid only if
297   ``mprq_en`` is set.
298
299 - ``txq_inline`` parameter [int]
300
301   Amount of data to be inlined during TX operations. Improves latency.
302   Can improve PPS performance when PCI back pressure is detected and may be
303   useful for scenarios involving heavy traffic on many queues.
304
305   Because additional software logic is necessary to handle this mode, this
306   option should be used with care, as it can lower performance when back
307   pressure is not expected.
308
309 - ``txqs_min_inline`` parameter [int]
310
311   Enable inline send only when the number of TX queues is greater or equal
312   to this value.
313
314   This option should be used in combination with ``txq_inline`` above.
315
316   On ConnectX-4, ConnectX-4 LX, ConnectX-5 and Bluefield without
317   Enhanced MPW:
318
319         - Disabled by default.
320         - In case ``txq_inline`` is set recommendation is 4.
321
322   On ConnectX-5 and Bluefield with Enhanced MPW:
323
324         - Set to 8 by default.
325
326 - ``txq_mpw_en`` parameter [int]
327
328   A nonzero value enables multi-packet send (MPS) for ConnectX-4 Lx and
329   enhanced multi-packet send (Enhanced MPS) for ConnectX-5 and Bluefield.
330   MPS allows the TX burst function to pack up multiple packets in a
331   single descriptor session in order to save PCI bandwidth and improve
332   performance at the cost of a slightly higher CPU usage. When
333   ``txq_inline`` is set along with ``txq_mpw_en``, TX burst function tries
334   to copy entire packet data on to TX descriptor instead of including
335   pointer of packet only if there is enough room remained in the
336   descriptor. ``txq_inline`` sets per-descriptor space for either pointers
337   or inlined packets. In addition, Enhanced MPS supports hybrid mode -
338   mixing inlined packets and pointers in the same descriptor.
339
340   This option cannot be used with certain offloads such as ``DEV_TX_OFFLOAD_TCP_TSO,
341   DEV_TX_OFFLOAD_VXLAN_TNL_TSO, DEV_TX_OFFLOAD_GRE_TNL_TSO, DEV_TX_OFFLOAD_VLAN_INSERT``.
342   When those offloads are requested the MPS send function will not be used.
343
344   It is currently only supported on the ConnectX-4 Lx, ConnectX-5 and Bluefield
345   families of adapters. Enabled by default.
346
347 - ``txq_mpw_hdr_dseg_en`` parameter [int]
348
349   A nonzero value enables including two pointers in the first block of TX
350   descriptor. This can be used to lessen CPU load for memory copy.
351
352   Effective only when Enhanced MPS is supported. Disabled by default.
353
354 - ``txq_max_inline_len`` parameter [int]
355
356   Maximum size of packet to be inlined. This limits the size of packet to
357   be inlined. If the size of a packet is larger than configured value, the
358   packet isn't inlined even though there's enough space remained in the
359   descriptor. Instead, the packet is included with pointer.
360
361   Effective only when Enhanced MPS is supported. The default value is 256.
362
363 - ``tx_vec_en`` parameter [int]
364
365   A nonzero value enables Tx vector on ConnectX-5 and Bluefield NICs if the number of
366   global Tx queues on the port is lesser than MLX5_VPMD_MIN_TXQS.
367
368   This option cannot be used with certain offloads such as ``DEV_TX_OFFLOAD_TCP_TSO,
369   DEV_TX_OFFLOAD_VXLAN_TNL_TSO, DEV_TX_OFFLOAD_GRE_TNL_TSO, DEV_TX_OFFLOAD_VLAN_INSERT``.
370   When those offloads are requested the MPS send function will not be used.
371
372   Enabled by default on ConnectX-5 and Bluefield.
373
374 - ``rx_vec_en`` parameter [int]
375
376   A nonzero value enables Rx vector if the port is not configured in
377   multi-segment otherwise this parameter is ignored.
378
379   Enabled by default.
380
381 - ``vf_nl_en`` parameter [int]
382
383   A nonzero value enables Netlink requests from the VF to add/remove MAC
384   addresses or/and enable/disable promiscuous/all multicast on the Netdevice.
385   Otherwise the relevant configuration must be run with Linux iproute2 tools.
386   This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
387
388   Enabled by default, valid only on VF devices ignored otherwise.
389
390 - ``l3_vxlan_en`` parameter [int]
391
392   A nonzero value allows L3 VXLAN and VXLAN-GPE flow creation. To enable
393   L3 VXLAN or VXLAN-GPE, users has to configure firmware and enable this
394   parameter. This is a prerequisite to receive this kind of traffic.
395
396   Disabled by default.
397
398 <<<<<<< HEAD   (8cee23 Note AES PMDs enablement in changelog)
399 =======
400 - ``representor`` parameter [list]
401
402   This parameter can be used to instantiate DPDK Ethernet devices from
403   existing port (or VF) representors configured on the device.
404
405   It is a standard parameter whose format is described in
406   :ref:`ethernet_device_standard_device_arguments`.
407
408   For instance, to probe port representors 0 through 2::
409
410     representor=[0-2]
411
412 >>>>>>> BRANCH (b63264 New upstream version 18.08)
413 Firmware configuration
414 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
415
416 - L3 VXLAN and VXLAN-GPE destination UDP port
417
418    .. code-block:: console
419
420      mlxconfig -d <mst device> set IP_OVER_VXLAN_EN=1
421      mlxconfig -d <mst device> set IP_OVER_VXLAN_PORT=<udp dport>
422
423   Verify configurations are set:
424
425    .. code-block:: console
426
427      mlxconfig -d <mst device> query | grep IP_OVER_VXLAN
428      IP_OVER_VXLAN_EN                    True(1)
429      IP_OVER_VXLAN_PORT                  <udp dport>
430
431 Prerequisites
432 -------------
433
434 This driver relies on external libraries and kernel drivers for resources
435 allocations and initialization. The following dependencies are not part of
436 DPDK and must be installed separately:
437
438 - **libibverbs**
439
440   User space Verbs framework used by librte_pmd_mlx5. This library provides
441   a generic interface between the kernel and low-level user space drivers
442   such as libmlx5.
443
444   It allows slow and privileged operations (context initialization, hardware
445   resources allocations) to be managed by the kernel and fast operations to
446   never leave user space.
447
448 - **libmlx5**
449
450   Low-level user space driver library for Mellanox
451   ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield devices, it is automatically loaded
452   by libibverbs.
453
454   This library basically implements send/receive calls to the hardware
455   queues.
456
457 - **libmnl**
458
459   Minimalistic Netlink library mainly relied on to manage E-Switch flow
460   rules (i.e. those with the "transfer" attribute and typically involving
461   port representors).
462
463 - **Kernel modules**
464
465   They provide the kernel-side Verbs API and low level device drivers that
466   manage actual hardware initialization and resources sharing with user
467   space processes.
468
469   Unlike most other PMDs, these modules must remain loaded and bound to
470   their devices:
471
472   - mlx5_core: hardware driver managing Mellanox
473     ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield devices and related Ethernet kernel
474     network devices.
475   - mlx5_ib: InifiniBand device driver.
476   - ib_uverbs: user space driver for Verbs (entry point for libibverbs).
477
478 - **Firmware update**
479
480   Mellanox OFED releases include firmware updates for
481   ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield adapters.
482
483   Because each release provides new features, these updates must be applied to
484   match the kernel modules and libraries they come with.
485
486 .. note::
487
488    Both libraries are BSD and GPL licensed. Linux kernel modules are GPL
489    licensed.
490
491 Installation
492 ~~~~~~~~~~~~
493
494 Either RDMA Core library with a recent enough Linux kernel release
495 (recommended) or Mellanox OFED, which provides compatibility with older
496 releases.
497
498 RMDA Core with Linux Kernel
499 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
500
501 - Minimal kernel version : v4.14 or the most recent 4.14-rc (see `Linux installation documentation`_)
502 - Minimal rdma-core version: v15+ commit 0c5f5765213a ("Merge pull request #227 from yishaih/tm")
503   (see `RDMA Core installation documentation`_)
504 - When building for i686 use:
505
506   - rdma-core version 18.0 or above built with 32bit support.
507   - Kernel version 4.14.41 or above.
508
509 .. _`Linux installation documentation`: https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/stable/linux-stable.git/plain/Documentation/admin-guide/README.rst
510 .. _`RDMA Core installation documentation`: https://raw.githubusercontent.com/linux-rdma/rdma-core/master/README.md
511
512 Mellanox OFED
513 ^^^^^^^^^^^^^
514
515 - Mellanox OFED version: **4.3, 4.4**.
516 - firmware version:
517
518   - ConnectX-4: **12.21.1000** and above.
519   - ConnectX-4 Lx: **14.21.1000** and above.
520   - ConnectX-5: **16.21.1000** and above.
521   - ConnectX-5 Ex: **16.21.1000** and above.
522   - Bluefield: **18.99.3950** and above.
523
524 While these libraries and kernel modules are available on OpenFabrics
525 Alliance's `website <https://www.openfabrics.org/>`__ and provided by package
526 managers on most distributions, this PMD requires Ethernet extensions that
527 may not be supported at the moment (this is a work in progress).
528
529 `Mellanox OFED
530 <http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux>`__
531 includes the necessary support and should be used in the meantime. For DPDK,
532 only libibverbs, libmlx5, mlnx-ofed-kernel packages and firmware updates are
533 required from that distribution.
534
535 .. note::
536
537    Several versions of Mellanox OFED are available. Installing the version
538    this DPDK release was developed and tested against is strongly
539    recommended. Please check the `prerequisites`_.
540
541 Libmnl
542 ^^^^^^
543
544 Minimal version for libmnl is **1.0.3**.
545
546 As a dependency of the **iproute2** suite, this library is often installed
547 by default. It is otherwise readily available through standard system
548 packages.
549
550 Its development headers must be installed in order to compile this PMD.
551 These packages are usually named **libmnl-dev** or **libmnl-devel**
552 depending on the Linux distribution.
553
554 Supported NICs
555 --------------
556
557 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 10G MCX4111A-XCAT (1x10G)
558 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
559 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 25G MCX4111A-ACAT (1x25G)
560 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
561 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 40G MCX4131A-BCAT (1x40G)
562 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 40G MCX413A-BCAT (1x40G)
563 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 40G MCX415A-BCAT (1x40G)
564 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX4131A-GCAT (1x50G)
565 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX413A-GCAT (1x50G)
566 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX414A-BCAT (2x50G)
567 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX415A-GCAT (2x50G)
568 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX416A-BCAT (2x50G)
569 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX416A-GCAT (2x50G)
570 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 50G MCX415A-CCAT (1x100G)
571 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 100G MCX416A-CCAT (2x100G)
572 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 Lx 10G MCX4121A-XCAT (2x10G)
573 * Mellanox(R) ConnectX(R)-4 Lx 25G MCX4121A-ACAT (2x25G)
574 * Mellanox(R) ConnectX(R)-5 100G MCX556A-ECAT (2x100G)
575 * Mellanox(R) ConnectX(R)-5 Ex EN 100G MCX516A-CDAT (2x100G)
576
577 Quick Start Guide on OFED
578 -------------------------
579
580 1. Download latest Mellanox OFED. For more info check the  `prerequisites`_.
581
582
583 2. Install the required libraries and kernel modules either by installing
584    only the required set, or by installing the entire Mellanox OFED:
585
586    .. code-block:: console
587
588         ./mlnxofedinstall --upstream-libs --dpdk
589
590 3. Verify the firmware is the correct one:
591
592    .. code-block:: console
593
594         ibv_devinfo
595
596 4. Verify all ports links are set to Ethernet:
597
598    .. code-block:: console
599
600         mlxconfig -d <mst device> query | grep LINK_TYPE
601         LINK_TYPE_P1                        ETH(2)
602         LINK_TYPE_P2                        ETH(2)
603
604    Link types may have to be configured to Ethernet:
605
606    .. code-block:: console
607
608         mlxconfig -d <mst device> set LINK_TYPE_P1/2=1/2/3
609
610         * LINK_TYPE_P1=<1|2|3> , 1=Infiniband 2=Ethernet 3=VPI(auto-sense)
611
612    For hypervisors verify SR-IOV is enabled on the NIC:
613
614    .. code-block:: console
615
616         mlxconfig -d <mst device> query | grep SRIOV_EN
617         SRIOV_EN                            True(1)
618
619    If needed, set enable the set the relevant fields:
620
621    .. code-block:: console
622
623         mlxconfig -d <mst device> set SRIOV_EN=1 NUM_OF_VFS=16
624         mlxfwreset -d <mst device> reset
625
626 5. Restart the driver:
627
628    .. code-block:: console
629
630         /etc/init.d/openibd restart
631
632    or:
633
634    .. code-block:: console
635
636         service openibd restart
637
638    If link type was changed, firmware must be reset as well:
639
640    .. code-block:: console
641
642         mlxfwreset -d <mst device> reset
643
644    For hypervisors, after reset write the sysfs number of virtual functions
645    needed for the PF.
646
647    To dynamically instantiate a given number of virtual functions (VFs):
648
649    .. code-block:: console
650
651         echo [num_vfs] > /sys/class/infiniband/mlx5_0/device/sriov_numvfs
652
653 6. Compile DPDK and you are ready to go. See instructions on
654    :ref:`Development Kit Build System <Development_Kit_Build_System>`
655
656 Performance tuning
657 ------------------
658
659 1. Configure aggressive CQE Zipping for maximum performance:
660
661   .. code-block:: console
662
663         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=1
664
665   To set it back to the default CQE Zipping mode use:
666
667   .. code-block:: console
668
669         mlxconfig -d <mst device> s CQE_COMPRESSION=0
670
671 2. In case of virtualization:
672
673    - Make sure that hypervisor kernel is 3.16 or newer.
674    - Configure boot with ``iommu=pt``.
675    - Use 1G huge pages.
676    - Make sure to allocate a VM on huge pages.
677    - Make sure to set CPU pinning.
678
679 3. Use the CPU near local NUMA node to which the PCIe adapter is connected,
680    for better performance. For VMs, verify that the right CPU
681    and NUMA node are pinned according to the above. Run:
682
683    .. code-block:: console
684
685         lstopo-no-graphics
686
687    to identify the NUMA node to which the PCIe adapter is connected.
688
689 4. If more than one adapter is used, and root complex capabilities allow
690    to put both adapters on the same NUMA node without PCI bandwidth degradation,
691    it is recommended to locate both adapters on the same NUMA node.
692    This in order to forward packets from one to the other without
693    NUMA performance penalty.
694
695 5. Disable pause frames:
696
697    .. code-block:: console
698
699         ethtool -A <netdev> rx off tx off
700
701 6. Verify IO non-posted prefetch is disabled by default. This can be checked
702    via the BIOS configuration. Please contact you server provider for more
703    information about the settings.
704
705 .. note::
706
707         On some machines, depends on the machine integrator, it is beneficial
708         to set the PCI max read request parameter to 1K. This can be
709         done in the following way:
710
711         To query the read request size use:
712
713         .. code-block:: console
714
715                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w
716
717         If the output is different than 3XXX, set it by:
718
719         .. code-block:: console
720
721                 setpci -s <NIC PCI address> 68.w=3XXX
722
723         The XXX can be different on different systems. Make sure to configure
724         according to the setpci output.
725
726 7. To minimize overhead of searching Memory Regions:
727
728    - '--socket-mem' is recommended to pin memory by predictable amount.
729    - Configure per-lcore cache when creating Mempools for packet buffer.
730    - Refrain from dynamically allocating/freeing memory in run-time.
731
732 Notes for testpmd
733 -----------------
734
735 Compared to librte_pmd_mlx4 that implements a single RSS configuration per
736 port, librte_pmd_mlx5 supports per-protocol RSS configuration.
737
738 Since ``testpmd`` defaults to IP RSS mode and there is currently no
739 command-line parameter to enable additional protocols (UDP and TCP as well
740 as IP), the following commands must be entered from its CLI to get the same
741 behavior as librte_pmd_mlx4:
742
743 .. code-block:: console
744
745    > port stop all
746    > port config all rss all
747    > port start all
748
749 Usage example
750 -------------
751
752 This section demonstrates how to launch **testpmd** with Mellanox
753 ConnectX-4/ConnectX-5/Bluefield devices managed by librte_pmd_mlx5.
754
755 #. Load the kernel modules:
756
757    .. code-block:: console
758
759       modprobe -a ib_uverbs mlx5_core mlx5_ib
760
761    Alternatively if MLNX_OFED is fully installed, the following script can
762    be run:
763
764    .. code-block:: console
765
766       /etc/init.d/openibd restart
767
768    .. note::
769
770       User space I/O kernel modules (uio and igb_uio) are not used and do
771       not have to be loaded.
772
773 #. Make sure Ethernet interfaces are in working order and linked to kernel
774    verbs. Related sysfs entries should be present:
775
776    .. code-block:: console
777
778       ls -d /sys/class/net/*/device/infiniband_verbs/uverbs* | cut -d / -f 5
779
780    Example output:
781
782    .. code-block:: console
783
784       eth30
785       eth31
786       eth32
787       eth33
788
789 #. Optionally, retrieve their PCI bus addresses for whitelisting:
790
791    .. code-block:: console
792
793       {
794           for intf in eth2 eth3 eth4 eth5;
795           do
796               (cd "/sys/class/net/${intf}/device/" && pwd -P);
797           done;
798       } |
799       sed -n 's,.*/\(.*\),-w \1,p'
800
801    Example output:
802
803    .. code-block:: console
804
805       -w 0000:05:00.1
806       -w 0000:06:00.0
807       -w 0000:06:00.1
808       -w 0000:05:00.0
809
810 #. Request huge pages:
811
812    .. code-block:: console
813
814       echo 1024 > /sys/kernel/mm/hugepages/hugepages-2048kB/nr_hugepages/nr_hugepages
815
816 #. Start testpmd with basic parameters:
817
818    .. code-block:: console
819
820       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
821
822    Example output:
823
824    .. code-block:: console
825
826       [...]
827       EAL: PCI device 0000:05:00.0 on NUMA socket 0
828       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
829       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_0" (VF: false)
830       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
831       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fe
832       EAL: PCI device 0000:05:00.1 on NUMA socket 0
833       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
834       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_1" (VF: false)
835       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
836       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:ff
837       EAL: PCI device 0000:06:00.0 on NUMA socket 0
838       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
839       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_2" (VF: false)
840       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
841       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fa
842       EAL: PCI device 0000:06:00.1 on NUMA socket 0
843       EAL:   probe driver: 15b3:1013 librte_pmd_mlx5
844       PMD: librte_pmd_mlx5: PCI information matches, using device "mlx5_3" (VF: false)
845       PMD: librte_pmd_mlx5: 1 port(s) detected
846       PMD: librte_pmd_mlx5: port 1 MAC address is e4:1d:2d:e7:0c:fb
847       Interactive-mode selected
848       Configuring Port 0 (socket 0)
849       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: TX queues number update: 0 -> 2
850       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cba80: RX queues number update: 0 -> 2
851       Port 0: E4:1D:2D:E7:0C:FE
852       Configuring Port 1 (socket 0)
853       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: TX queues number update: 0 -> 2
854       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ccac8: RX queues number update: 0 -> 2
855       Port 1: E4:1D:2D:E7:0C:FF
856       Configuring Port 2 (socket 0)
857       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: TX queues number update: 0 -> 2
858       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8cdb10: RX queues number update: 0 -> 2
859       Port 2: E4:1D:2D:E7:0C:FA
860       Configuring Port 3 (socket 0)
861       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: TX queues number update: 0 -> 2
862       PMD: librte_pmd_mlx5: 0x8ceb58: RX queues number update: 0 -> 2
863       Port 3: E4:1D:2D:E7:0C:FB
864       Checking link statuses...
865       Port 0 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
866       Port 1 Link Up - speed 40000 Mbps - full-duplex
867       Port 2 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
868       Port 3 Link Up - speed 10000 Mbps - full-duplex
869       Done
870       testpmd>