ovn-nbctl: Update logical router port commands.
[cascardo/ovs.git] / INSTALL.DPDK.md
1 Using Open vSwitch with DPDK
2 ============================
3
4 Open vSwitch can use Intel(R) DPDK lib to operate entirely in
5 userspace. This file explains how to install and use Open vSwitch in
6 such a mode.
7
8 The DPDK support of Open vSwitch is considered experimental.
9 It has not been thoroughly tested.
10
11 This version of Open vSwitch should be built manually with `configure`
12 and `make`.
13
14 OVS needs a system with 1GB hugepages support.
15
16 Building and Installing:
17 ------------------------
18
19 Required: DPDK 16.04
20 Optional (if building with vhost-cuse): `fuse`, `fuse-devel` (`libfuse-dev`
21 on Debian/Ubuntu)
22
23 1. Configure build & install DPDK:
24   1. Set `$DPDK_DIR`
25
26      ```
27      export DPDK_DIR=/usr/src/dpdk-16.04
28      cd $DPDK_DIR
29      ```
30
31   2. Then run `make install` to build and install the library.
32      For default install without IVSHMEM:
33
34      `make install T=x86_64-native-linuxapp-gcc DESTDIR=install`
35
36      To include IVSHMEM (shared memory):
37
38      `make install T=x86_64-ivshmem-linuxapp-gcc DESTDIR=install`
39
40      For further details refer to http://dpdk.org/
41
42 2. Configure & build the Linux kernel:
43
44    Refer to intel-dpdk-getting-started-guide.pdf for understanding
45    DPDK kernel requirement.
46
47 3. Configure & build OVS:
48
49    * Non IVSHMEM:
50
51      `export DPDK_BUILD=$DPDK_DIR/x86_64-native-linuxapp-gcc/`
52
53    * IVSHMEM:
54
55      `export DPDK_BUILD=$DPDK_DIR/x86_64-ivshmem-linuxapp-gcc/`
56
57    ```
58    cd $(OVS_DIR)/
59    ./boot.sh
60    ./configure --with-dpdk=$DPDK_BUILD [CFLAGS="-g -O2 -Wno-cast-align"]
61    make
62    ```
63
64    Note: 'clang' users may specify the '-Wno-cast-align' flag to suppress DPDK cast-align warnings.
65
66 To have better performance one can enable aggressive compiler optimizations and
67 use the special instructions(popcnt, crc32) that may not be available on all
68 machines. Instead of typing `make`, type:
69
70 `make CFLAGS='-O3 -march=native'`
71
72 Refer to [INSTALL.userspace.md] for general requirements of building userspace OVS.
73
74 Using the DPDK with ovs-vswitchd:
75 ---------------------------------
76
77 1. Setup system boot
78    Add the following options to the kernel bootline:
79    
80    `default_hugepagesz=1GB hugepagesz=1G hugepages=1`
81
82 2. Setup DPDK devices:
83
84    DPDK devices can be setup using either the VFIO (for DPDK 1.7+) or UIO
85    modules. UIO requires inserting an out of tree driver igb_uio.ko that is
86    available in DPDK. Setup for both methods are described below.
87
88    * UIO:
89      1. insert uio.ko: `modprobe uio`
90      2. insert igb_uio.ko: `insmod $DPDK_BUILD/kmod/igb_uio.ko`
91      3. Bind network device to igb_uio:
92          `$DPDK_DIR/tools/dpdk_nic_bind.py --bind=igb_uio eth1`
93
94    * VFIO:
95
96      VFIO needs to be supported in the kernel and the BIOS. More information
97      can be found in the [DPDK Linux GSG].
98
99      1. Insert vfio-pci.ko: `modprobe vfio-pci`
100      2. Set correct permissions on vfio device: `sudo /usr/bin/chmod a+x /dev/vfio`
101         and: `sudo /usr/bin/chmod 0666 /dev/vfio/*`
102      3. Bind network device to vfio-pci:
103         `$DPDK_DIR/tools/dpdk_nic_bind.py --bind=vfio-pci eth1`
104
105 3. Mount the hugetable filesystem
106
107    `mount -t hugetlbfs -o pagesize=1G none /dev/hugepages`
108
109    Ref to http://www.dpdk.org/doc/quick-start for verifying DPDK setup.
110
111 4. Follow the instructions in [INSTALL.md] to install only the
112    userspace daemons and utilities (via 'make install').
113    1. First time only db creation (or clearing):
114
115       ```
116       mkdir -p /usr/local/etc/openvswitch
117       mkdir -p /usr/local/var/run/openvswitch
118       rm /usr/local/etc/openvswitch/conf.db
119       ovsdb-tool create /usr/local/etc/openvswitch/conf.db  \
120              /usr/local/share/openvswitch/vswitch.ovsschema
121       ```
122
123    2. Start ovsdb-server
124
125       ```
126       ovsdb-server --remote=punix:/usr/local/var/run/openvswitch/db.sock \
127           --remote=db:Open_vSwitch,Open_vSwitch,manager_options \
128           --private-key=db:Open_vSwitch,SSL,private_key \
129           --certificate=Open_vSwitch,SSL,certificate \
130           --bootstrap-ca-cert=db:Open_vSwitch,SSL,ca_cert --pidfile --detach
131       ```
132
133     3. First time after db creation, initialize:
134
135        ```
136        ovs-vsctl --no-wait init
137        ```
138
139 5. Start vswitchd:
140
141    DPDK configuration arguments can be passed to vswitchd via Open_vSwitch
142    other_config column. The recognized configuration options are listed.
143    Defaults will be provided for all values not explicitly set.
144
145    * dpdk-init
146    Specifies whether OVS should initialize and support DPDK ports. This is
147    a boolean, and defaults to false.
148
149    * dpdk-lcore-mask
150    Specifies the CPU cores on which dpdk lcore threads should be spawned.
151    The DPDK lcore threads are used for DPDK library tasks, such as
152    library internal message processing, logging, etc. Value should be in
153    the form of a hex string (so '0x123') similar to the 'taskset' mask
154    input.
155    If not specified, the value will be determined by choosing the lowest
156    CPU core from initial cpu affinity list. Otherwise, the value will be
157    passed directly to the DPDK library.
158    For performance reasons, it is best to set this to a single core on
159    the system, rather than allow lcore threads to float.
160
161    * dpdk-alloc-mem
162    This sets the total memory to preallocate from hugepages regardless of
163    processor socket. It is recommended to use dpdk-socket-mem instead.
164
165    * dpdk-socket-mem
166    Comma separated list of memory to pre-allocate from hugepages on specific
167    sockets.
168
169    * dpdk-hugepage-dir
170    Directory where hugetlbfs is mounted
171
172    * dpdk-extra
173    Extra arguments to provide to DPDK EAL, as previously specified on the
174    command line. Do not pass '--no-huge' to the system in this way. Support
175    for running the system without hugepages is nonexistent.
176
177    * cuse-dev-name
178    Option to set the vhost_cuse character device name.
179
180    * vhost-sock-dir
181    Option to set the path to the vhost_user unix socket files.
182
183    NOTE: Changing any of these options requires restarting the ovs-vswitchd
184    application.
185
186    Open vSwitch can be started as normal. DPDK will be initialized as long
187    as the dpdk-init option has been set to 'true'.
188
189
190    ```
191    export DB_SOCK=/usr/local/var/run/openvswitch/db.sock
192    ovs-vsctl --no-wait set Open_vSwitch . other_config:dpdk-init=true
193    ovs-vswitchd unix:$DB_SOCK --pidfile --detach
194    ```
195
196    If allocated more than one GB hugepage (as for IVSHMEM), set amount and
197    use NUMA node 0 memory:
198
199    ```
200    ovs-vsctl --no-wait set Open_vSwitch . other_config:dpdk-socket-mem="1024,0"
201    ovs-vswitchd unix:$DB_SOCK --pidfile --detach
202    ```
203
204 6. Add bridge & ports
205
206    To use ovs-vswitchd with DPDK, create a bridge with datapath_type
207    "netdev" in the configuration database.  For example:
208
209    `ovs-vsctl add-br br0 -- set bridge br0 datapath_type=netdev`
210
211    Now you can add dpdk devices. OVS expects DPDK device names to start with
212    "dpdk" and end with a portid. vswitchd should print (in the log file) the
213    number of dpdk devices found.
214
215    ```
216    ovs-vsctl add-port br0 dpdk0 -- set Interface dpdk0 type=dpdk
217    ovs-vsctl add-port br0 dpdk1 -- set Interface dpdk1 type=dpdk
218    ```
219
220    Once first DPDK port is added to vswitchd, it creates a Polling thread and
221    polls dpdk device in continuous loop. Therefore CPU utilization
222    for that thread is always 100%.
223
224    Note: creating bonds of DPDK interfaces is slightly different to creating
225    bonds of system interfaces.  For DPDK, the interface type must be explicitly
226    set, for example:
227
228    ```
229    ovs-vsctl add-bond br0 dpdkbond dpdk0 dpdk1 -- set Interface dpdk0 type=dpdk -- set Interface dpdk1 type=dpdk
230    ```
231
232 7. Add test flows
233
234    Test flow script across NICs (assuming ovs in /usr/src/ovs):
235    Execute script:
236
237    ```
238    #! /bin/sh
239    # Move to command directory
240    cd /usr/src/ovs/utilities/
241
242    # Clear current flows
243    ./ovs-ofctl del-flows br0
244
245    # Add flows between port 1 (dpdk0) to port 2 (dpdk1)
246    ./ovs-ofctl add-flow br0 in_port=1,action=output:2
247    ./ovs-ofctl add-flow br0 in_port=2,action=output:1
248    ```
249
250 8. QoS usage example
251
252    Assuming you have a vhost-user port transmitting traffic consisting of
253    packets of size 64 bytes, the following command would limit the egress
254    transmission rate of the port to ~1,000,000 packets per second:
255
256    `ovs-vsctl set port vhost-user0 qos=@newqos -- --id=@newqos create qos
257    type=egress-policer other-config:cir=46000000 other-config:cbs=2048`
258
259    To examine the QoS configuration of the port:
260
261    `ovs-appctl -t ovs-vswitchd qos/show vhost-user0`
262
263    To clear the QoS configuration from the port and ovsdb use the following:
264
265    `ovs-vsctl destroy QoS vhost-user0 -- clear Port vhost-user0 qos`
266
267    For more details regarding egress-policer parameters please refer to the
268    vswitch.xml.
269
270 9. Ingress Policing Example
271
272    Assuming you have a vhost-user port receiving traffic consisting of
273    packets of size 64 bytes, the following command would limit the reception
274    rate of the port to ~1,000,000 packets per second:
275
276    `ovs-vsctl set interface vhost-user0 ingress_policing_rate=368000
277     ingress_policing_burst=1000`
278
279    To examine the ingress policer configuration of the port:
280
281    `ovs-vsctl list interface vhost-user0`
282
283    To clear the ingress policer configuration from the port use the following:
284
285    `ovs-vsctl set interface vhost-user0 ingress_policing_rate=0`
286
287    For more details regarding ingress-policer see the vswitch.xml.
288
289 Performance Tuning:
290 -------------------
291
292 1. PMD affinitization
293
294    A poll mode driver (pmd) thread handles the I/O of all DPDK
295    interfaces assigned to it. A pmd thread will busy loop through
296    the assigned port/rxq's polling for packets, switch the packets
297    and send to a tx port if required. Typically, it is found that
298    a pmd thread is CPU bound, meaning that the greater the CPU
299    occupancy the pmd thread can get, the better the performance. To
300    that end, it is good practice to ensure that a pmd thread has as
301    many cycles on a core available to it as possible. This can be
302    achieved by affinitizing the pmd thread with a core that has no
303    other workload. See section 7 below for a description of how to
304    isolate cores for this purpose also.
305
306    The following command can be used to specify the affinity of the
307    pmd thread(s).
308
309    `ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:pmd-cpu-mask=<hex string>`
310
311    By setting a bit in the mask, a pmd thread is created and pinned
312    to the corresponding CPU core. e.g. to run a pmd thread on core 1
313
314    `ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:pmd-cpu-mask=2`
315
316    For more information, please refer to the Open_vSwitch TABLE section in
317
318    `man ovs-vswitchd.conf.db`
319
320    Note, that a pmd thread on a NUMA node is only created if there is
321    at least one DPDK interface from that NUMA node added to OVS.
322
323 2. Multiple poll mode driver threads
324
325    With pmd multi-threading support, OVS creates one pmd thread
326    for each NUMA node by default. However, it can be seen that in cases
327    where there are multiple ports/rxq's producing traffic, performance
328    can be improved by creating multiple pmd threads running on separate
329    cores. These pmd threads can then share the workload by each being
330    responsible for different ports/rxq's. Assignment of ports/rxq's to
331    pmd threads is done automatically.
332
333    The following command can be used to specify the affinity of the
334    pmd threads.
335
336    `ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:pmd-cpu-mask=<hex string>`
337
338    A set bit in the mask means a pmd thread is created and pinned
339    to the corresponding CPU core. e.g. to run pmd threads on core 1 and 2
340
341    `ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:pmd-cpu-mask=6`
342
343    For more information, please refer to the Open_vSwitch TABLE section in
344
345    `man ovs-vswitchd.conf.db`
346
347    For example, when using dpdk and dpdkvhostuser ports in a bi-directional
348    VM loopback as shown below, spreading the workload over 2 or 4 pmd
349    threads shows significant improvements as there will be more total CPU
350    occupancy available.
351
352    NIC port0 <-> OVS <-> VM <-> OVS <-> NIC port 1
353
354    The following command can be used to confirm that the port/rxq assignment
355    to pmd threads is as required:
356
357    `ovs-appctl dpif-netdev/pmd-rxq-show`
358
359    This can also be checked with:
360
361    ```
362    top -H
363    taskset -p <pid_of_pmd>
364    ```
365
366    To understand where most of the pmd thread time is spent and whether the
367    caches are being utilized, these commands can be used:
368
369    ```
370    # Clear previous stats
371    ovs-appctl dpif-netdev/pmd-stats-clear
372
373    # Check current stats
374    ovs-appctl dpif-netdev/pmd-stats-show
375    ```
376
377 3. DPDK port Rx Queues
378
379    `ovs-vsctl set Interface <DPDK interface> options:n_rxq=<integer>`
380
381    The command above sets the number of rx queues for DPDK interface.
382    The rx queues are assigned to pmd threads on the same NUMA node in a
383    round-robin fashion.  For more information, please refer to the
384    Open_vSwitch TABLE section in
385
386    `man ovs-vswitchd.conf.db`
387
388 4. Exact Match Cache
389
390    Each pmd thread contains one EMC. After initial flow setup in the
391    datapath, the EMC contains a single table and provides the lowest level
392    (fastest) switching for DPDK ports. If there is a miss in the EMC then
393    the next level where switching will occur is the datapath classifier.
394    Missing in the EMC and looking up in the datapath classifier incurs a
395    significant performance penalty. If lookup misses occur in the EMC
396    because it is too small to handle the number of flows, its size can
397    be increased. The EMC size can be modified by editing the define
398    EM_FLOW_HASH_SHIFT in lib/dpif-netdev.c.
399
400    As mentioned above an EMC is per pmd thread. So an alternative way of
401    increasing the aggregate amount of possible flow entries in EMC and
402    avoiding datapath classifier lookups is to have multiple pmd threads
403    running. This can be done as described in section 2.
404
405 5. Compiler options
406
407    The default compiler optimization level is '-O2'. Changing this to
408    more aggressive compiler optimizations such as '-O3' or
409    '-Ofast -march=native' with gcc can produce performance gains.
410
411 6. Simultaneous Multithreading (SMT)
412
413    With SMT enabled, one physical core appears as two logical cores
414    which can improve performance.
415
416    SMT can be utilized to add additional pmd threads without consuming
417    additional physical cores. Additional pmd threads may be added in the
418    same manner as described in section 2. If trying to minimize the use
419    of physical cores for pmd threads, care must be taken to set the
420    correct bits in the pmd-cpu-mask to ensure that the pmd threads are
421    pinned to SMT siblings.
422
423    For example, when using 2x 10 core processors in a dual socket system
424    with HT enabled, /proc/cpuinfo will report 40 logical cores. To use
425    two logical cores which share the same physical core for pmd threads,
426    the following command can be used to identify a pair of logical cores.
427
428    `cat /sys/devices/system/cpu/cpuN/topology/thread_siblings_list`
429
430    where N is the logical core number. In this example, it would show that
431    cores 1 and 21 share the same physical core. The pmd-cpu-mask to enable
432    two pmd threads running on these two logical cores (one physical core)
433    is.
434
435    `ovs-vsctl set Open_vSwitch . other_config:pmd-cpu-mask=100002`
436
437    Note that SMT is enabled by the Hyper-Threading section in the
438    BIOS, and as such will apply to the whole system. So the impact of
439    enabling/disabling it for the whole system should be considered
440    e.g. If workloads on the system can scale across multiple cores,
441    SMT may very beneficial. However, if they do not and perform best
442    on a single physical core, SMT may not be beneficial.
443
444 7. The isolcpus kernel boot parameter
445
446    isolcpus can be used on the kernel bootline to isolate cores from the
447    kernel scheduler and hence dedicate them to OVS or other packet
448    forwarding related workloads. For example a Linux kernel boot-line
449    could be:
450
451    ```
452    GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet hugepagesz=1G hugepages=4
453    default_hugepagesz=1G 'intel_iommu=off' isolcpus=1-19"
454    ```
455
456 8. NUMA/Cluster On Die
457
458    Ideally inter NUMA datapaths should be avoided where possible as packets
459    will go across QPI and there may be a slight performance penalty when
460    compared with intra NUMA datapaths. On Intel Xeon Processor E5 v3,
461    Cluster On Die is introduced on models that have 10 cores or more.
462    This makes it possible to logically split a socket into two NUMA regions
463    and again it is preferred where possible to keep critical datapaths
464    within the one cluster.
465
466    It is good practice to ensure that threads that are in the datapath are
467    pinned to cores in the same NUMA area. e.g. pmd threads and QEMU vCPUs
468    responsible for forwarding.
469
470 9. Rx Mergeable buffers
471
472    Rx Mergeable buffers is a virtio feature that allows chaining of multiple
473    virtio descriptors to handle large packet sizes. As such, large packets
474    are handled by reserving and chaining multiple free descriptors
475    together. Mergeable buffer support is negotiated between the virtio
476    driver and virtio device and is supported by the DPDK vhost library.
477    This behavior is typically supported and enabled by default, however
478    in the case where the user knows that rx mergeable buffers are not needed
479    i.e. jumbo frames are not needed, it can be forced off by adding
480    mrg_rxbuf=off to the QEMU command line options. By not reserving multiple
481    chains of descriptors it will make more individual virtio descriptors
482    available for rx to the guest using dpdkvhost ports and this can improve
483    performance.
484
485 10. Packet processing in the guest
486
487    It is good practice whether simply forwarding packets from one
488    interface to another or more complex packet processing in the guest,
489    to ensure that the thread performing this work has as much CPU
490    occupancy as possible. For example when the DPDK sample application
491    `testpmd` is used to forward packets in the guest, multiple QEMU vCPU
492    threads can be created. Taskset can then be used to affinitize the
493    vCPU thread responsible for forwarding to a dedicated core not used
494    for other general processing on the host system.
495
496 11. DPDK virtio pmd in the guest
497
498    dpdkvhostcuse or dpdkvhostuser ports can be used to accelerate the path
499    to the guest using the DPDK vhost library. This library is compatible with
500    virtio-net drivers in the guest but significantly better performance can
501    be observed when using the DPDK virtio pmd driver in the guest. The DPDK
502    `testpmd` application can be used in the guest as an example application
503    that forwards packet from one DPDK vhost port to another. An example of
504    running `testpmd` in the guest can be seen here.
505
506    ```
507    ./testpmd -c 0x3 -n 4 --socket-mem 512 -- --burst=64 -i --txqflags=0xf00
508    --disable-hw-vlan --forward-mode=io --auto-start
509    ```
510
511    See below information on dpdkvhostcuse and dpdkvhostuser ports.
512    See [DPDK Docs] for more information on `testpmd`.
513
514 DPDK Rings :
515 ------------
516
517 Following the steps above to create a bridge, you can now add dpdk rings
518 as a port to the vswitch.  OVS will expect the DPDK ring device name to
519 start with dpdkr and end with a portid.
520
521 `ovs-vsctl add-port br0 dpdkr0 -- set Interface dpdkr0 type=dpdkr`
522
523 DPDK rings client test application
524
525 Included in the test directory is a sample DPDK application for testing
526 the rings.  This is from the base dpdk directory and modified to work
527 with the ring naming used within ovs.
528
529 location tests/ovs_client
530
531 To run the client :
532
533 ```
534 cd /usr/src/ovs/tests/
535 ovsclient -c 1 -n 4 --proc-type=secondary -- -n "port id you gave dpdkr"
536 ```
537
538 In the case of the dpdkr example above the "port id you gave dpdkr" is 0.
539
540 It is essential to have --proc-type=secondary
541
542 The application simply receives an mbuf on the receive queue of the
543 ethernet ring and then places that same mbuf on the transmit ring of
544 the ethernet ring.  It is a trivial loopback application.
545
546 DPDK rings in VM (IVSHMEM shared memory communications)
547 -------------------------------------------------------
548
549 In addition to executing the client in the host, you can execute it within
550 a guest VM. To do so you will need a patched qemu.  You can download the
551 patch and getting started guide at :
552
553 https://01.org/packet-processing/downloads
554
555 A general rule of thumb for better performance is that the client
556 application should not be assigned the same dpdk core mask "-c" as
557 the vswitchd.
558
559 DPDK vhost:
560 -----------
561
562 DPDK 16.04 supports two types of vhost:
563
564 1. vhost-user
565 2. vhost-cuse
566
567 Whatever type of vhost is enabled in the DPDK build specified, is the type
568 that will be enabled in OVS. By default, vhost-user is enabled in DPDK.
569 Therefore, unless vhost-cuse has been enabled in DPDK, vhost-user ports
570 will be enabled in OVS.
571 Please note that support for vhost-cuse is intended to be deprecated in OVS
572 in a future release.
573
574 DPDK vhost-user:
575 ----------------
576
577 The following sections describe the use of vhost-user 'dpdkvhostuser' ports
578 with OVS.
579
580 DPDK vhost-user Prerequisites:
581 -------------------------
582
583 1. DPDK 16.04 with vhost support enabled as documented in the "Building and
584    Installing section"
585
586 2. QEMU version v2.1.0+
587
588    QEMU v2.1.0 will suffice, but it is recommended to use v2.2.0 if providing
589    your VM with memory greater than 1GB due to potential issues with memory
590    mapping larger areas.
591
592 Adding DPDK vhost-user ports to the Switch:
593 --------------------------------------
594
595 Following the steps above to create a bridge, you can now add DPDK vhost-user
596 as a port to the vswitch. Unlike DPDK ring ports, DPDK vhost-user ports can
597 have arbitrary names, except that forward and backward slashes are prohibited
598 in the names.
599
600   -  For vhost-user, the name of the port type is `dpdkvhostuser`
601
602      ```
603      ovs-vsctl add-port br0 vhost-user-1 -- set Interface vhost-user-1
604      type=dpdkvhostuser
605      ```
606
607      This action creates a socket located at
608      `/usr/local/var/run/openvswitch/vhost-user-1`, which you must provide
609      to your VM on the QEMU command line. More instructions on this can be
610      found in the next section "DPDK vhost-user VM configuration"
611   - If you wish for the vhost-user sockets to be created in a sub-directory of
612     `/usr/local/var/run/openvswitch`, you may specify this directory in the
613     ovsdb like so:
614
615       `./utilities/ovs-vsctl --no-wait \
616         set Open_vSwitch . other_config:vhost-sock-dir=subdir`
617
618 DPDK vhost-user VM configuration:
619 ---------------------------------
620 Follow the steps below to attach vhost-user port(s) to a VM.
621
622 1. Configure sockets.
623    Pass the following parameters to QEMU to attach a vhost-user device:
624
625    ```
626    -chardev socket,id=char1,path=/usr/local/var/run/openvswitch/vhost-user-1
627    -netdev type=vhost-user,id=mynet1,chardev=char1,vhostforce
628    -device virtio-net-pci,mac=00:00:00:00:00:01,netdev=mynet1
629    ```
630
631    ...where vhost-user-1 is the name of the vhost-user port added
632    to the switch.
633    Repeat the above parameters for multiple devices, changing the
634    chardev path and id as necessary. Note that a separate and different
635    chardev path needs to be specified for each vhost-user device. For
636    example you have a second vhost-user port named 'vhost-user-2', you
637    append your QEMU command line with an additional set of parameters:
638
639    ```
640    -chardev socket,id=char2,path=/usr/local/var/run/openvswitch/vhost-user-2
641    -netdev type=vhost-user,id=mynet2,chardev=char2,vhostforce
642    -device virtio-net-pci,mac=00:00:00:00:00:02,netdev=mynet2
643    ```
644
645 2. Configure huge pages.
646    QEMU must allocate the VM's memory on hugetlbfs. vhost-user ports access
647    a virtio-net device's virtual rings and packet buffers mapping the VM's
648    physical memory on hugetlbfs. To enable vhost-user ports to map the VM's
649    memory into their process address space, pass the following paramters
650    to QEMU:
651
652    ```
653    -object memory-backend-file,id=mem,size=4096M,mem-path=/dev/hugepages,
654    share=on
655    -numa node,memdev=mem -mem-prealloc
656    ```
657
658 3. Optional: Enable multiqueue support
659    The vhost-user interface must be configured in Open vSwitch with the
660    desired amount of queues with:
661
662    ```
663    ovs-vsctl set Interface vhost-user-2 options:n_rxq=<requested queues>
664    ```
665
666    QEMU needs to be configured as well.
667    The $q below should match the queues requested in OVS (if $q is more,
668    packets will not be received).
669    The $v is the number of vectors, which is '$q x 2 + 2'.
670
671    ```
672    -chardev socket,id=char2,path=/usr/local/var/run/openvswitch/vhost-user-2
673    -netdev type=vhost-user,id=mynet2,chardev=char2,vhostforce,queues=$q
674    -device virtio-net-pci,mac=00:00:00:00:00:02,netdev=mynet2,mq=on,vectors=$v
675    ```
676
677    If one wishes to use multiple queues for an interface in the guest, the
678    driver in the guest operating system must be configured to do so. It is
679    recommended that the number of queues configured be equal to '$q'.
680
681    For example, this can be done for the Linux kernel virtio-net driver with:
682
683    ```
684    ethtool -L <DEV> combined <$q>
685    ```
686
687    A note on the command above:
688
689    `-L`: Changes the numbers of channels of the specified network device
690
691    `combined`: Changes the number of multi-purpose channels.
692
693 DPDK vhost-cuse:
694 ----------------
695
696 The following sections describe the use of vhost-cuse 'dpdkvhostcuse' ports
697 with OVS.
698
699 DPDK vhost-cuse Prerequisites:
700 -------------------------
701
702 1. DPDK 16.04 with vhost support enabled as documented in the "Building and
703    Installing section"
704    As an additional step, you must enable vhost-cuse in DPDK by setting the
705    following additional flag in `config/common_base`:
706
707    `CONFIG_RTE_LIBRTE_VHOST_USER=n`
708
709    Following this, rebuild DPDK as per the instructions in the "Building and
710    Installing" section. Finally, rebuild OVS as per step 3 in the "Building
711    and Installing" section - OVS will detect that DPDK has vhost-cuse libraries
712    compiled and in turn will enable support for it in the switch and disable
713    vhost-user support.
714
715 2. Insert the Cuse module:
716
717      `modprobe cuse`
718
719 3. Build and insert the `eventfd_link` module:
720
721      ```
722      cd $DPDK_DIR/lib/librte_vhost/eventfd_link/
723      make
724      insmod $DPDK_DIR/lib/librte_vhost/eventfd_link.ko
725      ```
726
727 4. QEMU version v2.1.0+
728
729    vhost-cuse will work with QEMU v2.1.0 and above, however it is recommended to
730    use v2.2.0 if providing your VM with memory greater than 1GB due to potential
731    issues with memory mapping larger areas.
732    Note: QEMU v1.6.2 will also work, with slightly different command line parameters,
733    which are specified later in this document.
734
735 Adding DPDK vhost-cuse ports to the Switch:
736 --------------------------------------
737
738 Following the steps above to create a bridge, you can now add DPDK vhost-cuse
739 as a port to the vswitch. Unlike DPDK ring ports, DPDK vhost-cuse ports can have
740 arbitrary names.
741
742   -  For vhost-cuse, the name of the port type is `dpdkvhostcuse`
743
744      ```
745      ovs-vsctl add-port br0 vhost-cuse-1 -- set Interface vhost-cuse-1
746      type=dpdkvhostcuse
747      ```
748
749      When attaching vhost-cuse ports to QEMU, the name provided during the
750      add-port operation must match the ifname parameter on the QEMU command
751      line. More instructions on this can be found in the next section.
752
753 DPDK vhost-cuse VM configuration:
754 ---------------------------------
755
756    vhost-cuse ports use a Linux* character device to communicate with QEMU.
757    By default it is set to `/dev/vhost-net`. It is possible to reuse this
758    standard device for DPDK vhost, which makes setup a little simpler but it
759    is better practice to specify an alternative character device in order to
760    avoid any conflicts if kernel vhost is to be used in parallel.
761
762 1. This step is only needed if using an alternative character device.
763
764    The new character device filename must be specified in the ovsdb:
765
766         `./utilities/ovs-vsctl --no-wait set Open_vSwitch . \
767                           other_config:cuse-dev-name=my-vhost-net`
768
769    In the example above, the character device to be used will be
770    `/dev/my-vhost-net`.
771
772 2. This step is only needed if reusing the standard character device. It will
773    conflict with the kernel vhost character device so the user must first
774    remove it.
775
776        `rm -rf /dev/vhost-net`
777
778 3a. Configure virtio-net adaptors:
779    The following parameters must be passed to the QEMU binary:
780
781      ```
782      -netdev tap,id=<id>,script=no,downscript=no,ifname=<name>,vhost=on
783      -device virtio-net-pci,netdev=net1,mac=<mac>
784      ```
785
786      Repeat the above parameters for multiple devices.
787
788      The DPDK vhost library will negiotiate its own features, so they
789      need not be passed in as command line params. Note that as offloads are
790      disabled this is the equivalent of setting:
791
792      `csum=off,gso=off,guest_tso4=off,guest_tso6=off,guest_ecn=off`
793
794 3b. If using an alternative character device. It must be also explicitly
795     passed to QEMU using the `vhostfd` argument:
796
797      ```
798      -netdev tap,id=<id>,script=no,downscript=no,ifname=<name>,vhost=on,
799      vhostfd=<open_fd>
800      -device virtio-net-pci,netdev=net1,mac=<mac>
801      ```
802
803      The open file descriptor must be passed to QEMU running as a child
804      process. This could be done with a simple python script.
805
806        ```
807        #!/usr/bin/python
808        fd = os.open("/dev/usvhost", os.O_RDWR)
809        subprocess.call("qemu-system-x86_64 .... -netdev tap,id=vhostnet0,\
810                         vhost=on,vhostfd=" + fd +"...", shell=True)
811
812    Alternatively the `qemu-wrap.py` script can be used to automate the
813    requirements specified above and can be used in conjunction with libvirt if
814    desired. See the "DPDK vhost VM configuration with QEMU wrapper" section
815    below.
816
817 4. Configure huge pages:
818    QEMU must allocate the VM's memory on hugetlbfs. Vhost ports access a
819    virtio-net device's virtual rings and packet buffers mapping the VM's
820    physical memory on hugetlbfs. To enable vhost-ports to map the VM's
821    memory into their process address space, pass the following parameters
822    to QEMU:
823
824      `-object memory-backend-file,id=mem,size=4096M,mem-path=/dev/hugepages,
825       share=on -numa node,memdev=mem -mem-prealloc`
826
827    Note: For use with an earlier QEMU version such as v1.6.2, use the
828    following to configure hugepages instead:
829
830      `-mem-path /dev/hugepages -mem-prealloc`
831
832 DPDK vhost-cuse VM configuration with QEMU wrapper:
833 ---------------------------------------------------
834 The QEMU wrapper script automatically detects and calls QEMU with the
835 necessary parameters. It performs the following actions:
836
837   * Automatically detects the location of the hugetlbfs and inserts this
838     into the command line parameters.
839   * Automatically open file descriptors for each virtio-net device and
840     inserts this into the command line parameters.
841   * Calls QEMU passing both the command line parameters passed to the
842     script itself and those it has auto-detected.
843
844 Before use, you **must** edit the configuration parameters section of the
845 script to point to the correct emulator location and set additional
846 settings. Of these settings, `emul_path` and `us_vhost_path` **must** be
847 set. All other settings are optional.
848
849 To use directly from the command line simply pass the wrapper some of the
850 QEMU parameters: it will configure the rest. For example:
851
852 ```
853 qemu-wrap.py -cpu host -boot c -hda <disk image> -m 4096 -smp 4
854   --enable-kvm -nographic -vnc none -net none -netdev tap,id=net1,
855   script=no,downscript=no,ifname=if1,vhost=on -device virtio-net-pci,
856   netdev=net1,mac=00:00:00:00:00:01
857 ```
858
859 DPDK vhost-cuse VM configuration with libvirt:
860 ----------------------------------------------
861
862 If you are using libvirt, you must enable libvirt to access the character
863 device by adding it to controllers cgroup for libvirtd using the following
864 steps.
865
866      1. In `/etc/libvirt/qemu.conf` add/edit the following lines:
867
868         ```
869         1) clear_emulator_capabilities = 0
870         2) user = "root"
871         3) group = "root"
872         4) cgroup_device_acl = [
873                "/dev/null", "/dev/full", "/dev/zero",
874                "/dev/random", "/dev/urandom",
875                "/dev/ptmx", "/dev/kvm", "/dev/kqemu",
876                "/dev/rtc", "/dev/hpet", "/dev/net/tun",
877                "/dev/<my-vhost-device>",
878                "/dev/hugepages"]
879         ```
880
881         <my-vhost-device> refers to "vhost-net" if using the `/dev/vhost-net`
882         device. If you have specificed a different name in the database
883         using the "other_config:cuse-dev-name" parameter, please specify that
884         filename instead.
885
886      2. Disable SELinux or set to permissive mode
887
888      3. Restart the libvirtd process
889         For example, on Fedora:
890
891           `systemctl restart libvirtd.service`
892
893 After successfully editing the configuration, you may launch your
894 vhost-enabled VM. The XML describing the VM can be configured like so
895 within the <qemu:commandline> section:
896
897      1. Set up shared hugepages:
898
899      ```
900      <qemu:arg value='-object'/>
901      <qemu:arg value='memory-backend-file,id=mem,size=4096M,mem-path=/dev/hugepages,share=on'/>
902      <qemu:arg value='-numa'/>
903      <qemu:arg value='node,memdev=mem'/>
904      <qemu:arg value='-mem-prealloc'/>
905      ```
906
907      2. Set up your tap devices:
908
909      ```
910      <qemu:arg value='-netdev'/>
911      <qemu:arg value='type=tap,id=net1,script=no,downscript=no,ifname=vhost0,vhost=on'/>
912      <qemu:arg value='-device'/>
913      <qemu:arg value='virtio-net-pci,netdev=net1,mac=00:00:00:00:00:01'/>
914      ```
915
916      Repeat for as many devices as are desired, modifying the id, ifname
917      and mac as necessary.
918
919      Again, if you are using an alternative character device (other than
920      `/dev/vhost-net`), please specify the file descriptor like so:
921
922      `<qemu:arg value='type=tap,id=net3,script=no,downscript=no,ifname=vhost0,vhost=on,vhostfd=<open_fd>'/>`
923
924      Where <open_fd> refers to the open file descriptor of the character device.
925      Instructions of how to retrieve the file descriptor can be found in the
926      "DPDK vhost VM configuration" section.
927      Alternatively, the process is automated with the qemu-wrap.py script,
928      detailed in the next section.
929
930 Now you may launch your VM using virt-manager, or like so:
931
932     `virsh create my_vhost_vm.xml`
933
934 DPDK vhost-cuse VM configuration with libvirt and QEMU wrapper:
935 ----------------------------------------------------------
936
937 To use the qemu-wrapper script in conjuntion with libvirt, follow the
938 steps in the previous section before proceeding with the following steps:
939
940   1. Place `qemu-wrap.py` in libvirtd's binary search PATH ($PATH)
941      Ideally in the same directory that the QEMU binary is located.
942
943   2. Ensure that the script has the same owner/group and file permissions
944      as the QEMU binary.
945
946   3. Update the VM xml file using "virsh edit VM.xml"
947
948        1. Set the VM to use the launch script.
949           Set the emulator path contained in the `<emulator><emulator/>` tags.
950           For example, replace:
951
952             `<emulator>/usr/bin/qemu-kvm<emulator/>`
953
954             with:
955
956             `<emulator>/usr/bin/qemu-wrap.py<emulator/>`
957
958   4. Edit the Configuration Parameters section of the script to point to
959   the correct emulator location and set any additional options. If you are
960   using a alternative character device name, please set "us_vhost_path" to the
961   location of that device. The script will automatically detect and insert
962   the correct "vhostfd" value in the QEMU command line arguments.
963
964   5. Use virt-manager to launch the VM
965
966 Running ovs-vswitchd with DPDK backend inside a VM
967 --------------------------------------------------
968
969 Please note that additional configuration is required if you want to run
970 ovs-vswitchd with DPDK backend inside a QEMU virtual machine. Ovs-vswitchd
971 creates separate DPDK TX queues for each CPU core available. This operation
972 fails inside QEMU virtual machine because, by default, VirtIO NIC provided
973 to the guest is configured to support only single TX queue and single RX
974 queue. To change this behavior, you need to turn on 'mq' (multiqueue)
975 property of all virtio-net-pci devices emulated by QEMU and used by DPDK.
976 You may do it manually (by changing QEMU command line) or, if you use Libvirt,
977 by adding the following string:
978
979 `<driver name='vhost' queues='N'/>`
980
981 to <interface> sections of all network devices used by DPDK. Parameter 'N'
982 determines how many queues can be used by the guest.
983
984 Restrictions:
985 -------------
986
987   - Work with 1500 MTU, needs few changes in DPDK lib to fix this issue.
988   - Currently DPDK port does not make use any offload functionality.
989   - DPDK-vHost support works with 1G huge pages.
990
991   ivshmem:
992   - If you run Open vSwitch with smaller page sizes (e.g. 2MB), you may be
993     unable to share any rings or mempools with a virtual machine.
994     This is because the current implementation of ivshmem works by sharing
995     a single 1GB huge page from the host operating system to any guest
996     operating system through the Qemu ivshmem device. When using smaller
997     page sizes, multiple pages may be required to hold the ring descriptors
998     and buffer pools. The Qemu ivshmem device does not allow you to share
999     multiple file descriptors to the guest operating system. However, if you
1000     want to share dpdkr rings with other processes on the host, you can do
1001     this with smaller page sizes.
1002
1003   Platform and Network Interface:
1004   - By default with DPDK 16.04, a maximum of 64 TX queues can be used with an
1005     Intel XL710 Network Interface on a platform with more than 64 logical
1006     cores. If a user attempts to add an XL710 interface as a DPDK port type to
1007     a system as described above, an error will be reported that initialization
1008     failed for the 65th queue. OVS will then roll back to the previous
1009     successful queue initialization and use that value as the total number of
1010     TX queues available with queue locking. If a user wishes to use more than
1011     64 queues and avoid locking, then the
1012     `CONFIG_RTE_LIBRTE_I40E_QUEUE_NUM_PER_PF` config parameter in DPDK must be
1013     increased to the desired number of queues. Both DPDK and OVS must be
1014     recompiled for this change to take effect.
1015
1016 Bug Reporting:
1017 --------------
1018
1019 Please report problems to bugs@openvswitch.org.
1020
1021 [INSTALL.userspace.md]:INSTALL.userspace.md
1022 [INSTALL.md]:INSTALL.md
1023 [DPDK Linux GSG]: http://www.dpdk.org/doc/guides/linux_gsg/build_dpdk.html#binding-and-unbinding-network-ports-to-from-the-igb-uioor-vfio-modules
1024 [DPDK Docs]: http://dpdk.org/doc