doc/guides/linux_gsg/linux_drivers.rst

   1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2     Copyright(c) 2010-2015 Intel Corporation.
   3     Copyright(c) 2017 Mellanox Corporation.
   4     All rights reserved.
   5
   6 .. _linux_gsg_linux_drivers:
   7
   8 Linux Drivers
   9 =============
  10
  11 Different PMDs may require different kernel drivers in order to work properly.
  12 Depends on the PMD being used, a corresponding kernel driver should be load
  13 and bind to the network ports.
  14
  15 UIO
  16 ---
  17
  18 A small kernel module to set up the device, map device memory to user-space and register interrupts.
  19 In many cases, the standard ``uio_pci_generic`` module included in the Linux kernel
  20 can provide the uio capability. This module can be loaded using the command:
  21
  22 .. code-block:: console
  23
  24     sudo modprobe uio_pci_generic
  25
  26 .. note::
  27
  28     ``uio_pci_generic`` module doesn't support the creation of virtual functions.
  29
  30 As an alternative to the ``uio_pci_generic``, the DPDK also includes the igb_uio
  31 module which can be found in the kmod subdirectory referred to above. It can
  32 be loaded as shown below:
  33
  34 .. code-block:: console
  35
  36     sudo modprobe uio
  37     sudo insmod kmod/igb_uio.ko
  38
  39 .. note::
  40
  41     For some devices which lack support for legacy interrupts, e.g. virtual function
  42     (VF) devices, the ``igb_uio`` module may be needed in place of ``uio_pci_generic``.
  43
  44 .. note::
  45
  46    If UEFI secure boot is enabled, the Linux kernel may disallow the use of
  47    UIO on the system. Therefore, devices for use by DPDK should be bound to the
  48    ``vfio-pci`` kernel module rather than ``igb_uio`` or ``uio_pci_generic``.
  49    For more details see :ref:`linux_gsg_binding_kernel` below.
  50
  51 Since DPDK release 1.7 onward provides VFIO support, use of UIO is optional
  52 for platforms that support using VFIO.
  53
  54 VFIO
  55 ----
  56
  57 A more robust and secure driver in compare to the ``UIO``, relying on IOMMU protection.
  58 To make use of VFIO, the ``vfio-pci`` module must be loaded:
  59
  60 .. code-block:: console
  61
  62     sudo modprobe vfio-pci
  63
  64 Note that in order to use VFIO, your kernel must support it.
  65 VFIO kernel modules have been included in the Linux kernel since version 3.6.0 and are usually present by default,
  66 however please consult your distributions documentation to make sure that is the case.
  67
  68 Also, to use VFIO, both kernel and BIOS must support and be configured to use IO virtualization (such as Intel® VT-d).
  69
  70 .. note::
  71
  72     ``vfio-pci`` module doesn't support the creation of virtual functions.
  73
  74 For proper operation of VFIO when running DPDK applications as a non-privileged user, correct permissions should also be set up.
  75 This can be done by using the DPDK setup script (called dpdk-setup.sh and located in the usertools directory).
  76
  77 .. note::
  78
  79     VFIO can be used without IOMMU. While this is just as unsafe as using UIO, it does make it possible for the user to keep the degree of device access and programming that VFIO has, in situations where IOMMU is not available.
  80
  81 Bifurcated Driver
  82 -----------------
  83
  84 PMDs which use the bifurcated driver co-exists with the device kernel driver.
  85 On such model the NIC is controlled by the kernel, while the data
  86 path is performed by the PMD directly on top of the device.
  87
  88 Such model has the following benefits:
  89
  90  - It is secure and robust, as the memory management and isolation
  91    is done by the kernel.
  92  - It enables the user to use legacy linux tools such as ``ethtool`` or
  93    ``ifconfig`` while running DPDK application on the same network ports.
  94  - It enables the DPDK application to filter only part of the traffic,
  95    While the rest will be directed and handled by the kernel driver.
  96
  97 More about the bifurcated driver can be found in
  98 `Mellanox Bifurcated DPDK PMD
  99 <https://dpdksummit.com/Archive/pdf/2016Userspace/Day02-Session04-RonyEfraim-Userspace2016.pdf>`__.
 100
 101 .. _linux_gsg_binding_kernel:
 102
 103 Binding and Unbinding Network Ports to/from the Kernel Modules
 104 --------------------------------------------------------------
 105
 106 .. note::
 107
 108     PMDs Which use the bifurcated driver should not be unbind from their kernel drivers. this section is for PMDs which use the UIO or VFIO drivers.
 109
 110 As of release 1.4, DPDK applications no longer automatically unbind all supported network ports from the kernel driver in use.
 111 Instead, in case the PMD being used use the UIO or VFIO drivers, all ports that are to be used by an DPDK application must be bound to the
 112 ``uio_pci_generic``, ``igb_uio`` or ``vfio-pci`` module before the application is run.
 113 For such PMDs, any network ports under Linux* control will be ignored and cannot be used by the application.
 114
 115 To bind ports to the ``uio_pci_generic``, ``igb_uio`` or ``vfio-pci`` module for DPDK use,
 116 and then subsequently return ports to Linux* control,
 117 a utility script called dpdk-devbind.py is provided in the usertools subdirectory.
 118 This utility can be used to provide a view of the current state of the network ports on the system,
 119 and to bind and unbind those ports from the different kernel modules, including the uio and vfio modules.
 120 The following are some examples of how the script can be used.
 121 A full description of the script and its parameters can be obtained by calling the script with the ``--help`` or ``--usage`` options.
 122 Note that the uio or vfio kernel modules to be used, should be loaded into the kernel before
 123 running the ``dpdk-devbind.py`` script.
 124
 125 .. warning::
 126
 127     Due to the way VFIO works, there are certain limitations to which devices can be used with VFIO.
 128     Mainly it comes down to how IOMMU groups work.
 129     Any Virtual Function device can be used with VFIO on its own, but physical devices will require either all ports bound to VFIO,
 130     or some of them bound to VFIO while others not being bound to anything at all.
 131
 132     If your device is behind a PCI-to-PCI bridge, the bridge will then be part of the IOMMU group in which your device is in.
 133     Therefore, the bridge driver should also be unbound from the bridge PCI device for VFIO to work with devices behind the bridge.
 134
 135 .. warning::
 136
 137     While any user can run the dpdk-devbind.py script to view the status of the network ports,
 138     binding or unbinding network ports requires root privileges.
 139
 140 To see the status of all network ports on the system:
 141
 142 .. code-block:: console
 143
 144     ./usertools/dpdk-devbind.py --status
 145
 146     Network devices using DPDK-compatible driver
 147     ============================================
 148     0000:82:00.0 '82599EB 10-GbE NIC' drv=uio_pci_generic unused=ixgbe
 149     0000:82:00.1 '82599EB 10-GbE NIC' drv=uio_pci_generic unused=ixgbe
 150
 151     Network devices using kernel driver
 152     ===================================
 153     0000:04:00.0 'I350 1-GbE NIC' if=em0  drv=igb unused=uio_pci_generic *Active*
 154     0000:04:00.1 'I350 1-GbE NIC' if=eth1 drv=igb unused=uio_pci_generic
 155     0000:04:00.2 'I350 1-GbE NIC' if=eth2 drv=igb unused=uio_pci_generic
 156     0000:04:00.3 'I350 1-GbE NIC' if=eth3 drv=igb unused=uio_pci_generic
 157
 158     Other network devices
 159     =====================
 160     <none>
 161
 162 To bind device ``eth1``,``04:00.1``, to the ``uio_pci_generic`` driver:
 163
 164 .. code-block:: console
 165
 166     ./usertools/dpdk-devbind.py --bind=uio_pci_generic 04:00.1
 167
 168 or, alternatively,
 169
 170 .. code-block:: console
 171
 172     ./usertools/dpdk-devbind.py --bind=uio_pci_generic eth1
 173
 174 To restore device ``82:00.0`` to its original kernel binding:
 175
 176 .. code-block:: console
 177
 178     ./usertools/dpdk-devbind.py --bind=ixgbe 82:00.0