Documentation/networking/devlink/devlink-port.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2
   3 .. _devlink_port:
   4
   5 ============
   6 Devlink Port
   7 ============
   8
   9 ``devlink-port`` is a port that exists on the device. It has a logically
  10 separate ingress/egress point of the device. A devlink port can be any one
  11 of many flavours. A devlink port flavour along with port attributes
  12 describe what a port represents.
  13
  14 A device driver that intends to publish a devlink port sets the
  15 devlink port attributes and registers the devlink port.
  16
  17 Devlink port flavours are described below.
  18
  19 .. list-table:: List of devlink port flavours
  20    :widths: 33 90
  21
  22    * - Flavour
  23      - Description
  24    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_PHYSICAL``
  25      - Any kind of physical port. This can be an eswitch physical port or any
  26        other physical port on the device.
  27    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_DSA``
  28      - This indicates a DSA interconnect port.
  29    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_CPU``
  30      - This indicates a CPU port applicable only to DSA.
  31    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_PCI_PF``
  32      - This indicates an eswitch port representing a port of PCI
  33        physical function (PF).
  34    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_PCI_VF``
  35      - This indicates an eswitch port representing a port of PCI
  36        virtual function (VF).
  37    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_PCI_SF``
  38      - This indicates an eswitch port representing a port of PCI
  39        subfunction (SF).
  40    * - ``DEVLINK_PORT_FLAVOUR_VIRTUAL``
  41      - This indicates a virtual port for the PCI virtual function.
  42
  43 Devlink port can have a different type based on the link layer described below.
  44
  45 .. list-table:: List of devlink port types
  46    :widths: 23 90
  47
  48    * - Type
  49      - Description
  50    * - ``DEVLINK_PORT_TYPE_ETH``
  51      - Driver should set this port type when a link layer of the port is
  52        Ethernet.
  53    * - ``DEVLINK_PORT_TYPE_IB``
  54      - Driver should set this port type when a link layer of the port is
  55        InfiniBand.
  56    * - ``DEVLINK_PORT_TYPE_AUTO``
  57      - This type is indicated by the user when driver should detect the port
  58        type automatically.
  59
  60 PCI controllers
  61 ---------------
  62 In most cases a PCI device has only one controller. A controller consists of
  63 potentially multiple physical, virtual functions and subfunctions. A function
  64 consists of one or more ports. This port is represented by the devlink eswitch
  65 port.
  66
  67 A PCI device connected to multiple CPUs or multiple PCI root complexes or a
  68 SmartNIC, however, may have multiple controllers. For a device with multiple
  69 controllers, each controller is distinguished by a unique controller number.
  70 An eswitch is on the PCI device which supports ports of multiple controllers.
  71
  72 An example view of a system with two controllers::
  73
  74                  ---------------------------------------------------------
  75                  |                                                       |
  76                  |           --------- ---------         ------- ------- |
  77     -----------  |           | vf(s) | | sf(s) |         |vf(s)| |sf(s)| |
  78     | server  |  | -------   ----/---- ---/----- ------- ---/--- ---/--- |
  79     | pci rc  |=== | pf0 |______/________/       | pf1 |___/_______/     |
  80     | connect |  | -------                       -------                 |
  81     -----------  |     | controller_num=1 (no eswitch)                   |
  82                  ------|--------------------------------------------------
  83                  (internal wire)
  84                        |
  85                  ---------------------------------------------------------
  86                  | devlink eswitch ports and reps                        |
  87                  | ----------------------------------------------------- |
  88                  | |ctrl-0 | ctrl-0 | ctrl-0 | ctrl-0 | ctrl-0 |ctrl-0 | |
  89                  | |pf0    | pf0vfN | pf0sfN | pf1    | pf1vfN |pf1sfN | |
  90                  | ----------------------------------------------------- |
  91                  | |ctrl-1 | ctrl-1 | ctrl-1 | ctrl-1 | ctrl-1 |ctrl-1 | |
  92                  | |pf0    | pf0vfN | pf0sfN | pf1    | pf1vfN |pf1sfN | |
  93                  | ----------------------------------------------------- |
  94                  |                                                       |
  95                  |                                                       |
  96     -----------  |           --------- ---------         ------- ------- |
  97     | smartNIC|  |           | vf(s) | | sf(s) |         |vf(s)| |sf(s)| |
  98     | pci rc  |==| -------   ----/---- ---/----- ------- ---/--- ---/--- |
  99     | connect |  | | pf0 |______/________/       | pf1 |___/_______/     |
 100     -----------  | -------                       -------                 |
 101                  |                                                       |
 102                  |  local controller_num=0 (eswitch)                     |
 103                  ---------------------------------------------------------
 104
 105 In the above example, the external controller (identified by controller number = 1)
 106 doesn't have the eswitch. Local controller (identified by controller number = 0)
 107 has the eswitch. The Devlink instance on the local controller has eswitch
 108 devlink ports for both the controllers.
 109
 110 Function configuration
 111 ======================
 112
 113 Users can configure one or more function attributes before enumerating the PCI
 114 function. Usually it means, user should configure function attribute
 115 before a bus specific device for the function is created. However, when
 116 SRIOV is enabled, virtual function devices are created on the PCI bus.
 117 Hence, function attribute should be configured before binding virtual
 118 function device to the driver. For subfunctions, this means user should
 119 configure port function attribute before activating the port function.
 120
 121 A user may set the hardware address of the function using
 122 `devlink port function set hw_addr` command. For Ethernet port function
 123 this means a MAC address.
 124
 125 Users may also set the RoCE capability of the function using
 126 `devlink port function set roce` command.
 127
 128 Users may also set the function as migratable using
 129 'devlink port function set migratable' command.
 130
 131 Users may also set the IPsec crypto capability of the function using
 132 `devlink port function set ipsec_crypto` command.
 133
 134 Users may also set the IPsec packet capability of the function using
 135 `devlink port function set ipsec_packet` command.
 136
 137 Function attributes
 138 ===================
 139
 140 MAC address setup
 141 -----------------
 142 The configured MAC address of the PCI VF/SF will be used by netdevice and rdma
 143 device created for the PCI VF/SF.
 144
 145 - Get the MAC address of the VF identified by its unique devlink port index::
 146
 147     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 148     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 149       function:
 150         hw_addr 00:00:00:00:00:00
 151
 152 - Set the MAC address of the VF identified by its unique devlink port index::
 153
 154     $ devlink port function set pci/0000:06:00.0/2 hw_addr 00:11:22:33:44:55
 155
 156     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 157     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 158       function:
 159         hw_addr 00:11:22:33:44:55
 160
 161 - Get the MAC address of the SF identified by its unique devlink port index::
 162
 163     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/32768
 164     pci/0000:06:00.0/32768: type eth netdev enp6s0pf0sf88 flavour pcisf pfnum 0 sfnum 88
 165       function:
 166         hw_addr 00:00:00:00:00:00
 167
 168 - Set the MAC address of the SF identified by its unique devlink port index::
 169
 170     $ devlink port function set pci/0000:06:00.0/32768 hw_addr 00:00:00:00:88:88
 171
 172     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/32768
 173     pci/0000:06:00.0/32768: type eth netdev enp6s0pf0sf88 flavour pcisf pfnum 0 sfnum 88
 174       function:
 175         hw_addr 00:00:00:00:88:88
 176
 177 RoCE capability setup
 178 ---------------------
 179 Not all PCI VFs/SFs require RoCE capability.
 180
 181 When RoCE capability is disabled, it saves system memory per PCI VF/SF.
 182
 183 When user disables RoCE capability for a VF/SF, user application cannot send or
 184 receive any RoCE packets through this VF/SF and RoCE GID table for this PCI
 185 will be empty.
 186
 187 When RoCE capability is disabled in the device using port function attribute,
 188 VF/SF driver cannot override it.
 189
 190 - Get RoCE capability of the VF device::
 191
 192     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 193     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 194         function:
 195             hw_addr 00:00:00:00:00:00 roce enable
 196
 197 - Set RoCE capability of the VF device::
 198
 199     $ devlink port function set pci/0000:06:00.0/2 roce disable
 200
 201     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 202     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 203         function:
 204             hw_addr 00:00:00:00:00:00 roce disable
 205
 206 migratable capability setup
 207 ---------------------------
 208 Live migration is the process of transferring a live virtual machine
 209 from one physical host to another without disrupting its normal
 210 operation.
 211
 212 User who want PCI VFs to be able to perform live migration need to
 213 explicitly enable the VF migratable capability.
 214
 215 When user enables migratable capability for a VF, and the HV binds the VF to VFIO driver
 216 with migration support, the user can migrate the VM with this VF from one HV to a
 217 different one.
 218
 219 However, when migratable capability is enable, device will disable features which cannot
 220 be migrated. Thus migratable cap can impose limitations on a VF so let the user decide.
 221
 222 Example of LM with migratable function configuration:
 223 - Get migratable capability of the VF device::
 224
 225     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 226     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 227         function:
 228             hw_addr 00:00:00:00:00:00 migratable disable
 229
 230 - Set migratable capability of the VF device::
 231
 232     $ devlink port function set pci/0000:06:00.0/2 migratable enable
 233
 234     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 235     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 236         function:
 237             hw_addr 00:00:00:00:00:00 migratable enable
 238
 239 - Bind VF to VFIO driver with migration support::
 240
 241     $ echo <pci_id> > /sys/bus/pci/devices/0000:08:00.0/driver/unbind
 242     $ echo mlx5_vfio_pci > /sys/bus/pci/devices/0000:08:00.0/driver_override
 243     $ echo <pci_id> > /sys/bus/pci/devices/0000:08:00.0/driver/bind
 244
 245 Attach VF to the VM.
 246 Start the VM.
 247 Perform live migration.
 248
 249 IPsec crypto capability setup
 250 -----------------------------
 251 When user enables IPsec crypto capability for a VF, user application can offload
 252 XFRM state crypto operation (Encrypt/Decrypt) to this VF.
 253
 254 When IPsec crypto capability is disabled (default) for a VF, the XFRM state is
 255 processed in software by the kernel.
 256
 257 - Get IPsec crypto capability of the VF device::
 258
 259     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 260     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 261         function:
 262             hw_addr 00:00:00:00:00:00 ipsec_crypto disabled
 263
 264 - Set IPsec crypto capability of the VF device::
 265
 266     $ devlink port function set pci/0000:06:00.0/2 ipsec_crypto enable
 267
 268     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 269     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 270         function:
 271             hw_addr 00:00:00:00:00:00 ipsec_crypto enabled
 272
 273 IPsec packet capability setup
 274 -----------------------------
 275 When user enables IPsec packet capability for a VF, user application can offload
 276 XFRM state and policy crypto operation (Encrypt/Decrypt) to this VF, as well as
 277 IPsec encapsulation.
 278
 279 When IPsec packet capability is disabled (default) for a VF, the XFRM state and
 280 policy is processed in software by the kernel.
 281
 282 - Get IPsec packet capability of the VF device::
 283
 284     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 285     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 286         function:
 287             hw_addr 00:00:00:00:00:00 ipsec_packet disabled
 288
 289 - Set IPsec packet capability of the VF device::
 290
 291     $ devlink port function set pci/0000:06:00.0/2 ipsec_packet enable
 292
 293     $ devlink port show pci/0000:06:00.0/2
 294     pci/0000:06:00.0/2: type eth netdev enp6s0pf0vf1 flavour pcivf pfnum 0 vfnum 1
 295         function:
 296             hw_addr 00:00:00:00:00:00 ipsec_packet enabled
 297
 298 Subfunction
 299 ============
 300
 301 Subfunction is a lightweight function that has a parent PCI function on which
 302 it is deployed. Subfunction is created and deployed in unit of 1. Unlike
 303 SRIOV VFs, a subfunction doesn't require its own PCI virtual function.
 304 A subfunction communicates with the hardware through the parent PCI function.
 305
 306 To use a subfunction, 3 steps setup sequence is followed:
 307
 308 1) create - create a subfunction;
 309 2) configure - configure subfunction attributes;
 310 3) deploy - deploy the subfunction;
 311
 312 Subfunction management is done using devlink port user interface.
 313 User performs setup on the subfunction management device.
 314
 315 (1) Create
 316 ----------
 317 A subfunction is created using a devlink port interface. A user adds the
 318 subfunction by adding a devlink port of subfunction flavour. The devlink
 319 kernel code calls down to subfunction management driver (devlink ops) and asks
 320 it to create a subfunction devlink port. Driver then instantiates the
 321 subfunction port and any associated objects such as health reporters and
 322 representor netdevice.
 323
 324 (2) Configure
 325 -------------
 326 A subfunction devlink port is created but it is not active yet. That means the
 327 entities are created on devlink side, the e-switch port representor is created,
 328 but the subfunction device itself is not created. A user might use e-switch port
 329 representor to do settings, putting it into bridge, adding TC rules, etc. A user
 330 might as well configure the hardware address (such as MAC address) of the
 331 subfunction while subfunction is inactive.
 332
 333 (3) Deploy
 334 ----------
 335 Once a subfunction is configured, user must activate it to use it. Upon
 336 activation, subfunction management driver asks the subfunction management
 337 device to instantiate the subfunction device on particular PCI function.
 338 A subfunction device is created on the :ref:`Documentation/driver-api/auxiliary_bus.rst <auxiliary_bus>`.
 339 At this point a matching subfunction driver binds to the subfunction's auxiliary device.
 340
 341 Rate object management
 342 ======================
 343
 344 Devlink provides API to manage tx rates of single devlink port or a group.
 345 This is done through rate objects, which can be one of the two types:
 346
 347 ``leaf``
 348   Represents a single devlink port; created/destroyed by the driver. Since leaf
 349   have 1to1 mapping to its devlink port, in user space it is referred as
 350   ``pci/<bus_addr>/<port_index>``;
 351
 352 ``node``
 353   Represents a group of rate objects (leafs and/or nodes); created/deleted by
 354   request from the userspace; initially empty (no rate objects added). In
 355   userspace it is referred as ``pci/<bus_addr>/<node_name>``, where
 356   ``node_name`` can be any identifier, except decimal number, to avoid
 357   collisions with leafs.
 358
 359 API allows to configure following rate object's parameters:
 360
 361 ``tx_share``
 362   Minimum TX rate value shared among all other rate objects, or rate objects
 363   that parts of the parent group, if it is a part of the same group.
 364
 365 ``tx_max``
 366   Maximum TX rate value.
 367
 368 ``tx_priority``
 369   Allows for usage of strict priority arbiter among siblings. This
 370   arbitration scheme attempts to schedule nodes based on their priority
 371   as long as the nodes remain within their bandwidth limit. The higher the
 372   priority the higher the probability that the node will get selected for
 373   scheduling.
 374
 375 ``tx_weight``
 376   Allows for usage of Weighted Fair Queuing arbitration scheme among
 377   siblings. This arbitration scheme can be used simultaneously with the
 378   strict priority. As a node is configured with a higher rate it gets more
 379   BW relative to it's siblings. Values are relative like a percentage
 380   points, they basically tell how much BW should node take relative to
 381   it's siblings.
 382
 383 ``parent``
 384   Parent node name. Parent node rate limits are considered as additional limits
 385   to all node children limits. ``tx_max`` is an upper limit for children.
 386   ``tx_share`` is a total bandwidth distributed among children.
 387
 388 ``tx_priority`` and ``tx_weight`` can be used simultaneously. In that case
 389 nodes with the same priority form a WFQ subgroup in the sibling group
 390 and arbitration among them is based on assigned weights.
 391
 392 Arbitration flow from the high level:
 393
 394 #. Choose a node, or group of nodes with the highest priority that stays
 395    within the BW limit and are not blocked. Use ``tx_priority`` as a
 396    parameter for this arbitration.
 397
 398 #. If group of nodes have the same priority perform WFQ arbitration on
 399    that subgroup. Use ``tx_weight`` as a parameter for this arbitration.
 400
 401 #. Select the winner node, and continue arbitration flow among it's children,
 402    until leaf node is reached, and the winner is established.
 403
 404 #. If all the nodes from the highest priority sub-group are satisfied, or
 405    overused their assigned BW, move to the lower priority nodes.
 406
 407 Driver implementations are allowed to support both or either rate object types
 408 and setting methods of their parameters. Additionally driver implementation
 409 may export nodes/leafs and their child-parent relationships.
 410
 411 Terms and Definitions
 412 =====================
 413
 414 .. list-table:: Terms and Definitions
 415    :widths: 22 90
 416
 417    * - Term
 418      - Definitions
 419    * - ``PCI device``
 420      - A physical PCI device having one or more PCI buses consists of one or
 421        more PCI controllers.
 422    * - ``PCI controller``
 423      -  A controller consists of potentially multiple physical functions,
 424         virtual functions and subfunctions.
 425    * - ``Port function``
 426      -  An object to manage the function of a port.
 427    * - ``Subfunction``
 428      -  A lightweight function that has parent PCI function on which it is
 429         deployed.
 430    * - ``Subfunction device``
 431      -  A bus device of the subfunction, usually on a auxiliary bus.
 432    * - ``Subfunction driver``
 433      -  A device driver for the subfunction auxiliary device.
 434    * - ``Subfunction management device``
 435      -  A PCI physical function that supports subfunction management.
 436    * - ``Subfunction management driver``
 437      -  A device driver for PCI physical function that supports
 438         subfunction management using devlink port interface.
 439    * - ``Subfunction host driver``
 440      -  A device driver for PCI physical function that hosts subfunction
 441         devices. In most cases it is same as subfunction management driver. When
 442         subfunction is used on external controller, subfunction management and
 443         host drivers are different.