2d225d56a4aa53c639e19056ab83dfcf36262f64
[deb_dpdk.git] / doc / guides / tools / cryptoperf.rst
1 ..  BSD LICENSE
2     Copyright(c) 2016 Intel Corporation. All rights reserved.
3     All rights reserved.
4
5     Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6     modification, are permitted provided that the following conditions
7     are met:
8
9     * Redistributions of source code must retain the above copyright
10     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12     notice, this list of conditions and the following disclaimer in
13     the documentation and/or other materials provided with the
14     distribution.
15     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
16     contributors may be used to endorse or promote products derived
17     from this software without specific prior written permission.
18
19     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
20     "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
21     LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
22     A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
23     OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
24     SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
25     LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
26     DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
27     THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
28     (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
29     OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30
31 dpdk-test-crypto-perf Application
32 =================================
33
34 The ``dpdk-test-crypto-perf`` tool is a Data Plane Development Kit (DPDK)
35 utility that allows measuring performance parameters of PMDs available in the
36 crypto tree. There are available two measurement types: throughput and latency.
37 User can use multiply cores to run tests on but only
38 one type of crypto PMD can be measured during single application
39 execution. Cipher parameters, type of device, type of operation and
40 chain mode have to be specified in the command line as application
41 parameters. These parameters are checked using device capabilities
42 structure.
43
44 Limitations
45 -----------
46 On hardware devices the cycle-count doesn't always represent the actual offload
47 cost. The cycle-count only represents the offload cost when the hardware
48 accelerator is not fully loaded, when loaded the cpu cycles freed up by the
49 offload are still consumed by the test tool and included in the cycle-count.
50 These cycles are consumed by retries and inefficient API calls enqueuing and
51 dequeuing smaller bursts than specified by the cmdline parameter. This results
52 in a larger cycle-count measurement and should not be interpreted as an offload
53 cost measurement.
54
55 On hardware devices the throughput measurement is not necessarily the maximum
56 possible for the device, e.g. it may be necessary to use multiple cores to keep
57 the hardware accelerator fully loaded and so measure maximum throughput.
58
59 Compiling the Application
60 -------------------------
61
62 **Step 1: PMD setting**
63
64 The ``dpdk-test-crypto-perf`` tool depends on crypto device drivers PMD which
65 are disabled by default in the build configuration file ``common_base``.
66 The crypto device drivers PMD which should be tested can be enabled by setting::
67
68    CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_<name>=y
69
70 Setting example for open ssl PMD::
71
72    CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_OPENSSL=y
73
74 **Step 2: Linearization setting**
75
76 It is possible linearized input segmented packets just before crypto operation
77 for devices which doesn't support scatter-gather, and allows to measure
78 performance also for this use case.
79
80 To set on the linearization options add below definition to the
81 ``cperf_ops.h`` file::
82
83    #define CPERF_LINEARIZATION_ENABLE
84
85 **Step 3: Build the application**
86
87 Execute the ``dpdk-setup.sh`` script to build the DPDK library together with the
88 ``dpdk-test-crypto-perf`` applcation.
89
90 Initially, the user must select a DPDK target to choose the correct target type
91 and compiler options to use when building the libraries.
92 The user must have all libraries, modules, updates and compilers installed
93 in the system prior to this,
94 as described in the earlier chapters in this Getting Started Guide.
95
96 Running the Application
97 -----------------------
98
99 The tool application has a number of command line options:
100
101 .. code-block:: console
102
103    dpdk-test-crypto-perf [EAL Options] -- [Application Options]
104
105 EAL Options
106 ~~~~~~~~~~~
107
108 The following are the EAL command-line options that can be used in conjunction
109 with the ``dpdk-test-crypto-perf`` applcation.
110 See the DPDK Getting Started Guides for more information on these options.
111
112 *   ``-c <COREMASK>`` or ``-l <CORELIST>``
113
114         Set the hexadecimal bitmask of the cores to run on. The corelist is a
115         list cores to use.
116
117 *   ``-w <PCI>``
118
119         Add a PCI device in white list.
120
121 *   ``--vdev <driver><id>``
122
123         Add a virtual device.
124
125 Appication Options
126 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
127
128 The following are the appication command-line options:
129
130 * ``--ptest type``
131
132         Set test type, where ``type`` is one of the following::
133
134            throughput
135            latency
136            verify
137
138 * ``--silent``
139
140         Disable options dump.
141
142 * ``--pool-sz <n>``
143
144         Set the number of mbufs to be allocated in the mbuf pool.
145
146 * ``--total-ops <n>``
147
148         Set the number of total operations performed.
149
150 * ``--burst-sz <n>``
151
152         Set the number of packets per burst.
153
154         This can be set as:
155           * Single value (i.e. ``--burst-sz 16``)
156           * Range of values, using the following structure ``min:inc:max``,
157             where ``min`` is minimum size, ``inc`` is the increment size and ``max``
158             is the maximum size (i.e. ``--burst-sz 16:2:32``)
159           * List of values, up to 32 values, separated in commas (i.e. ``--burst-sz 16,24,32``)
160
161 * ``--buffer-sz <n>``
162
163         Set the size of single packet (plaintext or ciphertext in it).
164
165         This can be set as:
166           * Single value (i.e. ``--buffer-sz 16``)
167           * Range of values, using the following structure ``min:inc:max``,
168             where ``min`` is minimum size, ``inc`` is the increment size and ``max``
169             is the maximum size (i.e. ``--buffer-sz 16:2:32``)
170           * List of values, up to 32 values, separated in commas (i.e. ``--buffer-sz 32,64,128``)
171
172
173 * ``--segments-nb <n>``
174
175         Set the number of segments per packet.
176
177 * ``--devtype <name>``
178
179         Set device type, where ``name`` is one of the following::
180
181            crypto_null
182            crypto_aesni_mb
183            crypto_aesni_gcm
184            crypto_openssl
185            crypto_qat
186            crypto_snow3g
187            crypto_kasumi
188            crypto_zuc
189
190 * ``--optype <name>``
191
192         Set operation type, where ``name`` is one of the following::
193
194            cipher-only
195            auth-only
196            cipher-then-auth
197            auth-then-cipher
198            aead
199
200         For GCM/CCM algorithms you should use aead flag.
201
202 * ``--sessionless``
203
204         Enable session-less crypto operations mode.
205
206 * ``--out-of-place``
207
208         Enable out-of-place crypto operations mode.
209
210 * ``--test-file <name>``
211
212         Set test vector file path. See the Test Vector File chapter.
213
214 * ``--test-name <name>``
215
216         Set specific test name section in the test vector file.
217
218 * ``--cipher-algo <name>``
219
220         Set cipher algorithm name, where ``name`` is one of the following::
221
222            3des-cbc
223            3des-ecb
224            3des-ctr
225            aes-cbc
226            aes-ccm
227            aes-ctr
228            aes-ecb
229            aes-gcm
230            aes-f8
231            aes-xts
232            arc4
233            null
234            kasumi-f8
235            snow3g-uea2
236            zuc-eea3
237
238 * ``--cipher-op <mode>``
239
240         Set cipher operation mode, where ``mode`` is one of the following::
241
242            encrypt
243            decrypt
244
245 * ``--cipher-key-sz <n>``
246
247         Set the size of cipher key.
248
249 * ``--cipher-iv-sz <n>``
250
251         Set the size of cipher iv.
252
253 * ``--auth-algo <name>``
254
255         Set authentication algorithm name, where ``name`` is one
256         of the following::
257
258            3des-cbc
259            aes-cbc-mac
260            aes-ccm
261            aes-cmac
262            aes-gcm
263            aes-gmac
264            aes-xcbc-mac
265            md5
266            md5-hmac
267            sha1
268            sha1-hmac
269            sha2-224
270            sha2-224-hmac
271            sha2-256
272            sha2-256-hmac
273            sha2-384
274            sha2-384-hmac
275            sha2-512
276            sha2-512-hmac
277            kasumi-f9
278            snow3g-uia2
279            zuc-eia3
280
281 * ``--auth-op <mode>``
282
283         Set authentication operation mode, where ``mode`` is one of
284         the following::
285
286            verify
287            generate
288
289 * ``--auth-key-sz <n>``
290
291         Set the size of authentication key.
292
293 * ``--auth-digest-sz <n>``
294
295         Set the size of authentication digest.
296
297 * ``--auth-aad-sz <n>``
298
299         Set the size of authentication aad.
300
301 * ``--csv-friendly``
302
303         Enable test result output CSV friendly rather than human friendly.
304
305 Test Vector File
306 ~~~~~~~~~~~~~~~~
307
308 The test vector file is a text file contain information about test vectors.
309 The file is made of the sections. The first section doesn't have header.
310 It contain global information used in each test variant vectors -
311 typicaly information about plaintext, ciphertext, cipher key, aut key,
312 initial vector. All other sections begin header.
313 The sections contain particular information typicaly digest.
314
315 **Format of the file:**
316
317 Each line beginig with sign '#' contain comment and it is ignored by parser::
318
319    # <comment>
320
321 Header line is just name in square bracket::
322
323    [<section name>]
324
325 Data line contain information tocken then sign '=' and
326 a string of bytes in C byte array format::
327
328    <tocken> = <C byte array>
329
330 **Tockens list:**
331
332 * ``plaintext``
333
334         Original plaintext to be crypted.
335
336 * ``ciphertext``
337
338         Encrypted plaintext string.
339
340 * ``cipher_key``
341
342         Key used in cipher operation.
343
344 * ``auth_key``
345
346         Key used in auth operation.
347
348 * ``iv``
349
350         Initial vector.
351
352 * ``aad``
353
354         Additional data.
355
356 * ``digest``
357
358         Digest string.
359
360 Examples
361 --------
362
363 Call application for performance throughput test of single Aesni MB PMD
364 for cipher encryption aes-cbc and auth generation sha1-hmac,
365 one milion operations, burst size 32, packet size 64::
366
367    dpdk-test-crypto-perf -l 6-7 --vdev crypto_aesni_mb_pmd -w 0000:00:00.0 --
368    --ptest throughput --devtype crypto_aesni_mb --optype cipher-then-auth
369    --cipher-algo aes-cbc --cipher-op encrypt --cipher-key-sz 16 --auth-algo
370    sha1-hmac --auth-op generate --auth-key-sz 64 --auth-digest-sz 12
371    --total-ops 10000000 --burst-sz 32 --buffer-sz 64
372
373 Call application for performance latency test of two Aesni MB PMD executed
374 on two cores for cipher encryption aes-cbc, ten operations in silent mode::
375
376    dpdk-test-crypto-perf -l 4-7 --vdev crypto_aesni_mb_pmd1
377    --vdev crypto_aesni_mb_pmd2 -w 0000:00:00.0 -- --devtype crypto_aesni_mb
378    --cipher-algo aes-cbc --cipher-key-sz 16 --cipher-iv-sz 16
379    --cipher-op encrypt --optype cipher-only --silent
380    --ptest latency --total-ops 10
381
382 Call application for verification test of single open ssl PMD
383 for cipher encryption aes-gcm and auth generation aes-gcm,ten operations
384 in silent mode, test vector provide in file "test_aes_gcm.data"
385 with packet verification::
386
387    dpdk-test-crypto-perf -l 4-7 --vdev crypto_openssl -w 0000:00:00.0 --
388    --devtype crypto_openssl --cipher-algo aes-gcm --cipher-key-sz 16
389    --cipher-iv-sz 16 --cipher-op encrypt --auth-algo aes-gcm --auth-key-sz 16
390    --auth-digest-sz 16 --auth-aad-sz 16 --auth-op generate --optype aead
391    --silent --ptest verify --total-ops 10
392    --test-file test_aes_gcm.data
393
394 Test vector file for cipher algorithm aes cbc 256 with authorization sha::
395
396    # Global Section
397    plaintext =
398    0xff, 0xca, 0xfb, 0xf1, 0x38, 0x20, 0x2f, 0x7b, 0x24, 0x98, 0x26, 0x7d, 0x1d, 0x9f, 0xb3, 0x93,
399    0xd9, 0xef, 0xbd, 0xad, 0x4e, 0x40, 0xbd, 0x60, 0xe9, 0x48, 0x59, 0x90, 0x67, 0xd7, 0x2b, 0x7b,
400    0x8a, 0xe0, 0x4d, 0xb0, 0x70, 0x38, 0xcc, 0x48, 0x61, 0x7d, 0xee, 0xd6, 0x35, 0x49, 0xae, 0xb4,
401    0xaf, 0x6b, 0xdd, 0xe6, 0x21, 0xc0, 0x60, 0xce, 0x0a, 0xf4, 0x1c, 0x2e, 0x1c, 0x8d, 0xe8, 0x7b
402    ciphertext =
403    0x77, 0xF9, 0xF7, 0x7A, 0xA3, 0xCB, 0x68, 0x1A, 0x11, 0x70, 0xD8, 0x7A, 0xB6, 0xE2, 0x37, 0x7E,
404    0xD1, 0x57, 0x1C, 0x8E, 0x85, 0xD8, 0x08, 0xBF, 0x57, 0x1F, 0x21, 0x6C, 0xAD, 0xAD, 0x47, 0x1E,
405    0x0D, 0x6B, 0x79, 0x39, 0x15, 0x4E, 0x5B, 0x59, 0x2D, 0x76, 0x87, 0xA6, 0xD6, 0x47, 0x8F, 0x82,
406    0xB8, 0x51, 0x91, 0x32, 0x60, 0xCB, 0x97, 0xDE, 0xBE, 0xF0, 0xAD, 0xFC, 0x23, 0x2E, 0x22, 0x02
407    cipher_key =
408    0xE4, 0x23, 0x33, 0x8A, 0x35, 0x64, 0x61, 0xE2, 0x49, 0x03, 0xDD, 0xC6, 0xB8, 0xCA, 0x55, 0x7A,
409    0xd0, 0xe7, 0x4b, 0xfb, 0x5d, 0xe5, 0x0c, 0xe7, 0x6f, 0x21, 0xb5, 0x52, 0x2a, 0xbb, 0xc7, 0xf7
410    auth_key =
411    0xaf, 0x96, 0x42, 0xf1, 0x8c, 0x50, 0xdc, 0x67, 0x1a, 0x43, 0x47, 0x62, 0xc7, 0x04, 0xab, 0x05,
412    0xf5, 0x0c, 0xe7, 0xa2, 0xa6, 0x23, 0xd5, 0x3d, 0x95, 0xd8, 0xcd, 0x86, 0x79, 0xf5, 0x01, 0x47,
413    0x4f, 0xf9, 0x1d, 0x9d, 0x36, 0xf7, 0x68, 0x1a, 0x64, 0x44, 0x58, 0x5d, 0xe5, 0x81, 0x15, 0x2a,
414    0x41, 0xe4, 0x0e, 0xaa, 0x1f, 0x04, 0x21, 0xff, 0x2c, 0xf3, 0x73, 0x2b, 0x48, 0x1e, 0xd2, 0xf7
415    iv =
416    0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F
417    # Section sha 1 hmac buff 32
418    [sha1_hmac_buff_32]
419    digest =
420    0x36, 0xCA, 0x49, 0x6A, 0xE3, 0x54, 0xD8, 0x4F, 0x0B, 0x76, 0xD8, 0xAA, 0x78, 0xEB, 0x9D, 0x65,
421    0x2C, 0xCA, 0x1F, 0x97
422    # Section sha 256 hmac buff 32
423    [sha256_hmac_buff_32]
424    digest =
425    0x1C, 0xB2, 0x3D, 0xD1, 0xF9, 0xC7, 0x6C, 0x49, 0x2E, 0xDA, 0x94, 0x8B, 0xF1, 0xCF, 0x96, 0x43,
426    0x67, 0x50, 0x39, 0x76, 0xB5, 0xA1, 0xCE, 0xA1, 0xD7, 0x77, 0x10, 0x07, 0x43, 0x37, 0x05, 0xB4