Documentation/networking/device_drivers/marvell/octeontx2.rst

   1 .. SPDX-License-Identifier: (GPL-2.0-only OR BSD-2-Clause)
   2
   3 ====================================
   4 Marvell OcteonTx2 RVU Kernel Drivers
   5 ====================================
   6
   7 Copyright (c) 2020 Marvell International Ltd.
   8
   9 Contents
  10 ========
  11
  12 - `Overview`_
  13 - `Drivers`_
  14 - `Basic packet flow`_
  15
  16 Overview
  17 ========
  18
  19 Resource virtualization unit (RVU) on Marvell's OcteonTX2 SOC maps HW
  20 resources from the network, crypto and other functional blocks into
  21 PCI-compatible physical and virtual functions. Each functional block
  22 again has multiple local functions (LFs) for provisioning to PCI devices.
  23 RVU supports multiple PCIe SRIOV physical functions (PFs) and virtual
  24 functions (VFs). PF0 is called the administrative / admin function (AF)
  25 and has privileges to provision RVU functional block's LFs to each of the
  26 PF/VF.
  27
  28 RVU managed networking functional blocks
  29  - Network pool or buffer allocator (NPA)
  30  - Network interface controller (NIX)
  31  - Network parser CAM (NPC)
  32  - Schedule/Synchronize/Order unit (SSO)
  33  - Loopback interface (LBK)
  34
  35 RVU managed non-networking functional blocks
  36  - Crypto accelerator (CPT)
  37  - Scheduled timers unit (TIM)
  38  - Schedule/Synchronize/Order unit (SSO)
  39    Used for both networking and non networking usecases
  40
  41 Resource provisioning examples
  42  - A PF/VF with NIX-LF & NPA-LF resources works as a pure network device
  43  - A PF/VF with CPT-LF resource works as a pure crypto offload device.
  44
  45 RVU functional blocks are highly configurable as per software requirements.
  46
  47 Firmware setups following stuff before kernel boots
  48  - Enables required number of RVU PFs based on number of physical links.
  49  - Number of VFs per PF are either static or configurable at compile time.
  50    Based on config, firmware assigns VFs to each of the PFs.
  51  - Also assigns MSIX vectors to each of PF and VFs.
  52  - These are not changed after kernel boot.
  53
  54 Drivers
  55 =======
  56
  57 Linux kernel will have multiple drivers registering to different PF and VFs
  58 of RVU. Wrt networking there will be 3 flavours of drivers.
  59
  60 Admin Function driver
  61 ---------------------
  62
  63 As mentioned above RVU PF0 is called the admin function (AF), this driver
  64 supports resource provisioning and configuration of functional blocks.
  65 Doesn't handle any I/O. It sets up few basic stuff but most of the
  66 funcionality is achieved via configuration requests from PFs and VFs.
  67
  68 PF/VFs communicates with AF via a shared memory region (mailbox). Upon
  69 receiving requests AF does resource provisioning and other HW configuration.
  70 AF is always attached to host kernel, but PFs and their VFs may be used by host
  71 kernel itself, or attached to VMs or to userspace applications like
  72 DPDK etc. So AF has to handle provisioning/configuration requests sent
  73 by any device from any domain.
  74
  75 AF driver also interacts with underlying firmware to
  76  - Manage physical ethernet links ie CGX LMACs.
  77  - Retrieve information like speed, duplex, autoneg etc
  78  - Retrieve PHY EEPROM and stats.
  79  - Configure FEC, PAM modes
  80  - etc
  81
  82 From pure networking side AF driver supports following functionality.
  83  - Map a physical link to a RVU PF to which a netdev is registered.
  84  - Attach NIX and NPA block LFs to RVU PF/VF which provide buffer pools, RQs, SQs
  85    for regular networking functionality.
  86  - Flow control (pause frames) enable/disable/config.
  87  - HW PTP timestamping related config.
  88  - NPC parser profile config, basically how to parse pkt and what info to extract.
  89  - NPC extract profile config, what to extract from the pkt to match data in MCAM entries.
  90  - Manage NPC MCAM entries, upon request can frame and install requested packet forwarding rules.
  91  - Defines receive side scaling (RSS) algorithms.
  92  - Defines segmentation offload algorithms (eg TSO)
  93  - VLAN stripping, capture and insertion config.
  94  - SSO and TIM blocks config which provide packet scheduling support.
  95  - Debugfs support, to check current resource provising, current status of
  96    NPA pools, NIX RQ, SQ and CQs, various stats etc which helps in debugging issues.
  97  - And many more.
  98
  99 Physical Function driver
 100 ------------------------
 101
 102 This RVU PF handles IO, is mapped to a physical ethernet link and this
 103 driver registers a netdev. This supports SR-IOV. As said above this driver
 104 communicates with AF with a mailbox. To retrieve information from physical
 105 links this driver talks to AF and AF gets that info from firmware and responds
 106 back ie cannot talk to firmware directly.
 107
 108 Supports ethtool for configuring links, RSS, queue count, queue size,
 109 flow control, ntuple filters, dump PHY EEPROM, config FEC etc.
 110
 111 Virtual Function driver
 112 -----------------------
 113
 114 There are two types VFs, VFs that share the physical link with their parent
 115 SR-IOV PF and the VFs which work in pairs using internal HW loopback channels (LBK).
 116
 117 Type1:
 118  - These VFs and their parent PF share a physical link and used for outside communication.
 119  - VFs cannot communicate with AF directly, they send mbox message to PF and PF
 120    forwards that to AF. AF after processing, responds back to PF and PF forwards
 121    the reply to VF.
 122  - From functionality point of view there is no difference between PF and VF as same type
 123    HW resources are attached to both. But user would be able to configure few stuff only
 124    from PF as PF is treated as owner/admin of the link.
 125
 126 Type2:
 127  - RVU PF0 ie admin function creates these VFs and maps them to loopback block's channels.
 128  - A set of two VFs (VF0 & VF1, VF2 & VF3 .. so on) works as a pair ie pkts sent out of
 129    VF0 will be received by VF1 and viceversa.
 130  - These VFs can be used by applications or virtual machines to communicate between them
 131    without sending traffic outside. There is no switch present in HW, hence the support
 132    for loopback VFs.
 133  - These communicate directly with AF (PF0) via mbox.
 134
 135 Except for the IO channels or links used for packet reception and transmission there is
 136 no other difference between these VF types. AF driver takes care of IO channel mapping,
 137 hence same VF driver works for both types of devices.
 138
 139 Basic packet flow
 140 =================
 141
 142 Ingress
 143 -------
 144
 145 1. CGX LMAC receives packet.
 146 2. Forwards the packet to the NIX block.
 147 3. Then submitted to NPC block for parsing and then MCAM lookup to get the destination RVU device.
 148 4. NIX LF attached to the destination RVU device allocates a buffer from RQ mapped buffer pool of NPA block LF.
 149 5. RQ may be selected by RSS or by configuring MCAM rule with a RQ number.
 150 6. Packet is DMA'ed and driver is notified.
 151
 152 Egress
 153 ------
 154
 155 1. Driver prepares a send descriptor and submits to SQ for transmission.
 156 2. The SQ is already configured (by AF) to transmit on a specific link/channel.
 157 3. The SQ descriptor ring is maintained in buffers allocated from SQ mapped pool of NPA block LF.
 158 4. NIX block transmits the pkt on the designated channel.
 159 5. NPC MCAM entries can be installed to divert pkt onto a different channel.