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mellanox RDMA RoCE

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一：首先根据系统发行版本下载对应的驱动，下载地址如下：

http://www.mellanox.com/page/products_dyn?product_family=26&mtag=linux_sw_drivers

本次下载的驱动版本为：MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64.tgz

二：添加针对当前内核的IB驱动

1.把下载好的mellanox驱动解压缩

linux:~ # tar xzvf MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64.tgz

linux:~ # cd MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64/

linux:~/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64# ll

total 228

-rw-r--r-- 1 root root            7 May  1  2013.arch

-rw-r--r-- 1 root root           13 May  1  2013.mlnx

-rw-r--r-- 1 root root           72 May  1  2013.supported_kernels

drwxr-xr-x 2 root root        12288 May  1  2013RPMS

drwxr-xr-x 8 root root         4096 May  1  2013docs

drwxr-xr-x 5 2666 messagebus   4096 Apr 17 2013 firmware

-rwxr-xr-x 1 root root        11234 May  1  2013mlnx_add_kernel_support.sh

-rwxr-xr-x 1 root root       161517 May  1  2013mlnxofedinstall

drwxr-xr-x 2 root root         4096 May  1  2013repodata

drwxr-xr-x 2 root root         4096 May  1  2013src

-rwxr-xr-x 1 root root         9790 May  1  2013uninstall.sh

2.查看当前驱动所支持的内核版本

linux:~/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64# cat .supported_kernels

2.6.27.19-5-debug

2.6.27.19-5-default

2.6.27.19-5-trace

2.6.27.19-5-xen

3.查看当前系统内核版本

linux:~/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64# uname -r

2.6.32.12-0.7-default

注：由以上可知下载的默认驱动不支持当前的内核版本

4.添加针对当前内核版本的IB驱动

◆在编译之前首先安装gcc编译环境和kernel开发包

linux:~/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64# zypper install gcc gcc-c++

libstdc++-devel kernel-default-devel

◆添加针对当前内核版本的驱动

linux:~/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64#./mlnx_add_kernel_support.sh -m /root/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64 -v

注：完成后生成的驱动文件在/tmp目录下

linux:~/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11-x86_64# ls -l /tmp/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11sp1-x86_64.tgz

-rw-r--r-- 1 rootroot 238440971 Dec 17 04:43/tmp/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11sp1-x86_64.tgz

◆安装驱动

linux:/tmp # pwd

/tmp

linux:/tmp # tar xzvf MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11sp1-x86_64.tgz

linux:/tmp # cd MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11sp1-x86_64/

linux:/tmp/MLNX_OFED_LINUX-1.5.3-4.0.42-sles11sp1-x86_64# ./mlnxofedinstall

注：如果系统缺少libgfortran43，在安装的时候会提示以下信息（最好是安装，不安装也行，只是不能运行openshmem和openmpi_gcc）

Warning: libgfortran43 rpm is required to runopenshmem

libgfortran43 is available on SLES11 SDK DVD

Warning: libgfortran43 rpm is required to run openmpi_gcc

libgfortran43 is available on SLES11 SDK DVD

◆最后启动openibd服务

linux:~ #/etc/init.d/openibd start

linux:~ #chkconfig openibd on

Mellanox的RDMA是基于ROCE协议的，因此需要物理层保证可靠传输，不能丢包。为此交换机需要支持DCB， PFC等流控技术。这样子系统一下子就复杂了，为了简化系统，决定不使用交换机，把服务器之间用光纤直连。好在我只有3台服务器，刚好可以连起来，1台对2台即可。

ubuntu14.04系统居然自带了mellanox XC3的驱动，这让我很惊奇，作为普通网卡用这已经可以工作了。但我要用的是RDMA，因此决定还是重新装一下驱动。

  • 步骤1：去mellanox官网上找驱动
    这个过程可以用两个词形容，大海捞针，中彩票。 网站上内容很多，各种文章也很多，但是没有哪个是教你step by step就能工作的，能下载的软件也很多，也不知道哪个驱动是给那种卡用的，关键是，下错了你也能装上，只是运行是不正常而已。比如，我就先下载到了mlnx-en-3.3-1.0.0.0.tgz, 装上后TCP正常工作没问题，RDMA不能用。然后从各种官网的网页里面的各种方法乱试，又找到一个MLNX_OFED_LINUX-3.3-1.0.4.0-ubuntu14.04-x86_64.tgz, 这个才对了。

大概mellanox的人都很清楚这些区别，但对我一个新手，这太不友好了。

  • 步骤2： rping， ib_xxxx_lat/bw测试
    这一步其实是和第1步合并执行的，装完了驱动总要试试能不能工作。能工作才说明装对了。

  • 步骤3：测试我自己的rdma程序
    我的程序工作原理是这样的：

    1. server启动，等待client连接
    2. client 用RDMA_SEND把本地的一个buffer的rkey, raddress发送给server
    3. server收到后，用RDMA_READ，读取client的数据

1和2都执行成功了，3遇到错误，检查completion 时wr里面的vendor error, 是138。开始求助mellanox的技术支持这个错误是什么，对方说是：indicates InvReq Nack. 又追问Nack是什么，说是not ACK。

我的代码之前是用softIWARP调试通过了的，所以认为没有太多低级错误，以为这样的vendor error能很快解决，但实际上厂家也给不出任何意见。还是得自己慢慢调试。又是从其网站上的各种文章里面的各种方法挨个试验，其中包括了把roce 模式改成v2, 

# echo "options mlx4_core roce_mode=2" > /etc/modprobe.d/mlx4_core.conf
  • 这个对·vendor error 138·没有帮助，但对后面的调试造成了困难

后来发现 ib_read_lat 程序能正常工作，基于这个线索开始找我的代码和 ib_read_lat 代码的区别。要不怎么说开源好呢，还有最后的绝招可以用，看代码啊！

其实也没那么容易， ib_read_lat 的代码很多，不是一下子能找出关键点，只能一点一点把 ib_read_lat 的代码往下减，果然，减到一定程度，出现了和我同样的错误，再仔细看这减掉的部分，错误其实很简单，在调用 rdma_connect 函数时，要设置connection param的 responder_resources 等几个参数 

struct rdma_conn_param cm_params;

cm_params.responder_resources = priv_data.hsqsize;

cm_params.initiator_depth = priv_data.hsqsize;

cm_params.retry_count = 7;

cm_params.rnr_retry_count = 7;

rdma_connect(evt->id, &cm_params);
  • 这里不得不第一次吐槽rdma_cm,或者ofed,或者mellanox的错误信息，太不清晰了，这么简单的错误，如果有明确的错误指示，何至于让我浪费几天的时间。
  • 步骤4： 继续运行我的程序
    这里先交代一下，前一步调试问题时，为缩小问题的来源范围，开始在单个节点上调试，即: server, client都运行在同一个机器上。

我的程序需要运行在不同的机器上，在节点间进行RDMA传输（这个想必是自然的，没人在同一个节点上吃饱了撑的用RDMA）。结果发现， 联不通啊！！

又换回 ib_send_bw 这个工具开始测试，发现同样联不通，问题是： 

ethernet_read_keys: Couldn't read remote address

Unable to read to socket/rdam_cm

Failed to close connection between server and client

Trying to close this side resources
  • 各种google，和官网的文章乱看，重装驱动，无果。 然后忽然想起了我自己的笔记，这里插播广告：居家旅行, 编程调试必备之良器， evernote, 你值得拥有, 发现了我在前面把一个机器改成了RoCE v2模式！

既然如此，那就都用v2模式，问题解决！

  • 步骤5：重复步骤4， 运行我的程序
    cao! 还是不行，换了个新说法： 
# ib_send_bw -R 192.168.a.b

Received 10 times ADDR_ERROR

 Unable to perform rdma_client function

 Unable to init the socket connection

先说明一下不重要的，这里的测试使用了 -R 参数，表示使用 rdma_cm 进行连接管理，这也是我的程序需要用的，前面的步骤测试时没有使用这个参数。

可以想象我有多么崩溃，不过我觉得不用找厂家了，厂家也提供不了什么，其实有经验的还是一线的工作者，所以认识的很多人，都被上游厂家挖走做AE/FAE去了。这次我先看了我的evernote，所以浪费时间不多。在去年的笔记里找到了下面的这个配置： 

# mount -t configfs none /sys/kernel/config

# cd /sys/kernel/config/rdma_cm

# mkdir mlx4_0

# cd mlx4_0

# echo RoCE V2 > default_roce_mode

RoCE可以在以太网上运行RDMA协议，时延比普通以太网可以提升30%以上，也可以支持双协议栈，同时用TCP和RDMA，编程过程类似IB。

有两张建链方式，一种是通过RDMA_CM建链，一种是先通过TCP建链，通过tcp通道交换双方的设备信息，QP信息，简历RDMA链路，然后关闭tcp链路，第二种更常用。

RDMA编程流程

1）初始化RDMA设备

ibv_get_device_list（）获取使用可以使用RDMA传输的设备个数，可以根据ibv_get_device_list结构中的dev_name找到需要使用的设备；

struct ibv_device **ibv_get_device_list(int *num_devices)；

ibv_open_device()打开设备，获取设备句柄；

ibv_query_device（）查询设备，获取设备属性

ibv_query_port（）查询设备端口属性

如果类型为Ethernet，bv_query_gid（）获取设备GID，用于交换双方信息使用

2）创建QP信息

ibv_alloc_pd（）用于创建qp接口的参数

ibv_create_cq（）创建CQ，一个CQ可以完成的CQE的个数，CQE与队列个数有关，队列多，CQE个数就设置多，否则设置少，一个CQ可以对应一个QP，也可以两个CQ对应一个QP。一个CQ包含发送和接收队列。

ibv_create_qp（）创建QP。类似tcp的socket

3）注册MR信息

ibv_reg_mr（）注册网卡内存信息，把操作系统物理内存注册到网卡

4）交换QP信息

ibv_modify_qp（）交换双方QP信息，修改QP信息状态级

Client端：先创建QP，修改状态级reset到INIT，修改INIT到RTR，然后发送到server端，server端创建QP，修改状态机有INIT到RTR，然后发送到客户端，客户端修改状态机有RTR到RTS，发送到server端，server端修改状态机有RTR到RTS，这样rmda链路简建立成功。

5）发送和接收

ibv_post_recv（）接收消息接口

ibv_post_send（）发送消息接口

ibv_poll_cq（）用于查询cq队列是否有事件产生，如果有调用recv接口接收。 

 

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