New upstream version 18.08
[deb_dpdk.git] / doc / guides / tools / cryptoperf.rst
1 ..  SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2     Copyright(c) 2016 Intel Corporation.
3
4 dpdk-test-crypto-perf Application
5 =================================
6
7 The ``dpdk-test-crypto-perf`` tool is a Data Plane Development Kit (DPDK)
8 utility that allows measuring performance parameters of PMDs available in the
9 crypto tree. There are available two measurement types: throughput and latency.
10 User can use multiply cores to run tests on but only
11 one type of crypto PMD can be measured during single application
12 execution. Cipher parameters, type of device, type of operation and
13 chain mode have to be specified in the command line as application
14 parameters. These parameters are checked using device capabilities
15 structure.
16
17 Limitations
18 -----------
19 On hardware devices the cycle-count doesn't always represent the actual offload
20 cost. The cycle-count only represents the offload cost when the hardware
21 accelerator is not fully loaded, when loaded the cpu cycles freed up by the
22 offload are still consumed by the test tool and included in the cycle-count.
23 These cycles are consumed by retries and inefficient API calls enqueuing and
24 dequeuing smaller bursts than specified by the cmdline parameter. This results
25 in a larger cycle-count measurement and should not be interpreted as an offload
26 cost measurement. Using "pmd-cyclecount" mode will give a better idea of
27 actual costs of hardware acceleration.
28
29 On hardware devices the throughput measurement is not necessarily the maximum
30 possible for the device, e.g. it may be necessary to use multiple cores to keep
31 the hardware accelerator fully loaded and so measure maximum throughput.
32
33 Compiling the Application
34 -------------------------
35
36 **Step 1: PMD setting**
37
38 The ``dpdk-test-crypto-perf`` tool depends on crypto device drivers PMD which
39 are disabled by default in the build configuration file ``common_base``.
40 The crypto device drivers PMD which should be tested can be enabled by setting::
41
42    CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_<name>=y
43
44 Setting example for open ssl PMD::
45
46    CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_OPENSSL=y
47
48 **Step 2: Linearization setting**
49
50 It is possible linearized input segmented packets just before crypto operation
51 for devices which doesn't support scatter-gather, and allows to measure
52 performance also for this use case.
53
54 To set on the linearization options add below definition to the
55 ``cperf_ops.h`` file::
56
57    #define CPERF_LINEARIZATION_ENABLE
58
59 **Step 3: Build the application**
60
61 Execute the ``dpdk-setup.sh`` script to build the DPDK library together with the
62 ``dpdk-test-crypto-perf`` applcation.
63
64 Initially, the user must select a DPDK target to choose the correct target type
65 and compiler options to use when building the libraries.
66 The user must have all libraries, modules, updates and compilers installed
67 in the system prior to this,
68 as described in the earlier chapters in this Getting Started Guide.
69
70 Running the Application
71 -----------------------
72
73 The tool application has a number of command line options:
74
75 .. code-block:: console
76
77    dpdk-test-crypto-perf [EAL Options] -- [Application Options]
78
79 EAL Options
80 ~~~~~~~~~~~
81
82 The following are the EAL command-line options that can be used in conjunction
83 with the ``dpdk-test-crypto-perf`` applcation.
84 See the DPDK Getting Started Guides for more information on these options.
85
86 *   ``-c <COREMASK>`` or ``-l <CORELIST>``
87
88         Set the hexadecimal bitmask of the cores to run on. The corelist is a
89         list cores to use.
90
91 *   ``-w <PCI>``
92
93         Add a PCI device in white list.
94
95 *   ``--vdev <driver><id>``
96
97         Add a virtual device.
98
99 Appication Options
100 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
101
102 The following are the appication command-line options:
103
104 * ``--ptest type``
105
106         Set test type, where ``type`` is one of the following::
107
108            throughput
109            latency
110            verify
111            pmd-cyclecount
112
113 * ``--silent``
114
115         Disable options dump.
116
117 * ``--pool-sz <n>``
118
119         Set the number of mbufs to be allocated in the mbuf pool.
120
121 * ``--total-ops <n>``
122
123         Set the number of total operations performed.
124
125 * ``--burst-sz <n>``
126
127         Set the number of packets per burst.
128
129         This can be set as:
130           * Single value (i.e. ``--burst-sz 16``)
131           * Range of values, using the following structure ``min:inc:max``,
132             where ``min`` is minimum size, ``inc`` is the increment size and ``max``
133             is the maximum size (i.e. ``--burst-sz 16:2:32``)
134           * List of values, up to 32 values, separated in commas (i.e. ``--burst-sz 16,24,32``)
135
136 * ``--buffer-sz <n>``
137
138         Set the size of single packet (plaintext or ciphertext in it).
139
140         This can be set as:
141           * Single value (i.e. ``--buffer-sz 16``)
142           * Range of values, using the following structure ``min:inc:max``,
143             where ``min`` is minimum size, ``inc`` is the increment size and ``max``
144             is the maximum size (i.e. ``--buffer-sz 16:2:32``)
145           * List of values, up to 32 values, separated in commas (i.e. ``--buffer-sz 32,64,128``)
146
147 * ``--imix <n>``
148
149         Set the distribution of packet sizes.
150
151         A list of weights must be passed, containing the same number of items than buffer-sz,
152         so each item in this list will be the weight of the packet size on the same position
153         in the buffer-sz parameter (a list have to be passed in that parameter).
154
155         Example:
156
157         To test a distribution of 20% packets of 64 bytes, 40% packets of 100 bytes and 40% packets
158         of 256 bytes, the command line would be: ``--buffer-sz 64,100,256 --imix 20,40,40``.
159         Note that the weights do not have to be percentages, so using ``--imix 1,2,2`` would result
160         in the same distribution
161
162 * ``--segment-sz <n>``
163
164         Set the size of the segment to use, for Scatter Gather List testing.
165         By default, it is set to the size of the maximum buffer size, including the digest size,
166         so a single segment is created.
167
168 * ``--devtype <name>``
169
170         Set device type, where ``name`` is one of the following::
171
172            crypto_null
173            crypto_aesni_mb
174            crypto_aesni_gcm
175            crypto_openssl
176            crypto_qat
177            crypto_snow3g
178            crypto_kasumi
179            crypto_zuc
180            crypto_dpaa_sec
181            crypto_dpaa2_sec
182            crypto_armv8
183            crypto_scheduler
184            crypto_mvsam
185
186 * ``--optype <name>``
187
188         Set operation type, where ``name`` is one of the following::
189
190            cipher-only
191            auth-only
192            cipher-then-auth
193            auth-then-cipher
194            aead
195
196         For GCM/CCM algorithms you should use aead flag.
197
198 * ``--sessionless``
199
200         Enable session-less crypto operations mode.
201
202 * ``--out-of-place``
203
204         Enable out-of-place crypto operations mode.
205
206 * ``--test-file <name>``
207
208         Set test vector file path. See the Test Vector File chapter.
209
210 * ``--test-name <name>``
211
212         Set specific test name section in the test vector file.
213
214 * ``--cipher-algo <name>``
215
216         Set cipher algorithm name, where ``name`` is one of the following::
217
218            3des-cbc
219            3des-ecb
220            3des-ctr
221            aes-cbc
222            aes-ctr
223            aes-ecb
224            aes-f8
225            aes-xts
226            arc4
227            null
228            kasumi-f8
229            snow3g-uea2
230            zuc-eea3
231
232 * ``--cipher-op <mode>``
233
234         Set cipher operation mode, where ``mode`` is one of the following::
235
236            encrypt
237            decrypt
238
239 * ``--cipher-key-sz <n>``
240
241         Set the size of cipher key.
242
243 * ``--cipher-iv-sz <n>``
244
245         Set the size of cipher iv.
246
247 * ``--auth-algo <name>``
248
249         Set authentication algorithm name, where ``name`` is one
250         of the following::
251
252            3des-cbc
253            aes-cbc-mac
254            aes-cmac
255            aes-gmac
256            aes-xcbc-mac
257            md5
258            md5-hmac
259            sha1
260            sha1-hmac
261            sha2-224
262            sha2-224-hmac
263            sha2-256
264            sha2-256-hmac
265            sha2-384
266            sha2-384-hmac
267            sha2-512
268            sha2-512-hmac
269            kasumi-f9
270            snow3g-uia2
271            zuc-eia3
272
273 * ``--auth-op <mode>``
274
275         Set authentication operation mode, where ``mode`` is one of
276         the following::
277
278            verify
279            generate
280
281 * ``--auth-key-sz <n>``
282
283         Set the size of authentication key.
284
285 * ``--auth-iv-sz <n>``
286
287         Set the size of auth iv.
288
289 * ``--aead-algo <name>``
290
291         Set AEAD algorithm name, where ``name`` is one
292         of the following::
293
294            aes-ccm
295            aes-gcm
296
297 * ``--aead-op <mode>``
298
299         Set AEAD operation mode, where ``mode`` is one of
300         the following::
301
302            encrypt
303            decrypt
304
305 * ``--aead-key-sz <n>``
306
307         Set the size of AEAD key.
308
309 * ``--aead-iv-sz <n>``
310
311         Set the size of AEAD iv.
312
313 * ``--aead-aad-sz <n>``
314
315         Set the size of AEAD aad.
316
317 * ``--digest-sz <n>``
318
319         Set the size of digest.
320
321 * ``--desc-nb <n>``
322
323         Set number of descriptors for each crypto device.
324
325 * ``--pmd-cyclecount-delay-ms <n>``
326
327         Add a delay (in milliseconds) between enqueue and dequeue in
328         pmd-cyclecount benchmarking mode (useful when benchmarking
329         hardware acceleration).
330
331 * ``--csv-friendly``
332
333         Enable test result output CSV friendly rather than human friendly.
334
335 Test Vector File
336 ~~~~~~~~~~~~~~~~
337
338 The test vector file is a text file contain information about test vectors.
339 The file is made of the sections. The first section doesn't have header.
340 It contain global information used in each test variant vectors -
341 typically information about plaintext, ciphertext, cipher key, aut key,
342 initial vector. All other sections begin header.
343 The sections contain particular information typically digest.
344
345 **Format of the file:**
346
347 Each line beginig with sign '#' contain comment and it is ignored by parser::
348
349    # <comment>
350
351 Header line is just name in square bracket::
352
353    [<section name>]
354
355 Data line contain information tocken then sign '=' and
356 a string of bytes in C byte array format::
357
358    <tocken> = <C byte array>
359
360 **Tockens list:**
361
362 * ``plaintext``
363
364         Original plaintext to be crypted.
365
366 * ``ciphertext``
367
368         Encrypted plaintext string.
369
370 * ``cipher_key``
371
372         Key used in cipher operation.
373
374 * ``auth_key``
375
376         Key used in auth operation.
377
378 * ``cipher_iv``
379
380         Cipher Initial Vector.
381
382 * ``auth_iv``
383
384         Auth Initial Vector.
385
386 * ``aad``
387
388         Additional data.
389
390 * ``digest``
391
392         Digest string.
393
394 Examples
395 --------
396
397 Call application for performance throughput test of single Aesni MB PMD
398 for cipher encryption aes-cbc and auth generation sha1-hmac,
399 one million operations, burst size 32, packet size 64::
400
401    dpdk-test-crypto-perf -l 6-7 --vdev crypto_aesni_mb -w 0000:00:00.0 --
402    --ptest throughput --devtype crypto_aesni_mb --optype cipher-then-auth
403    --cipher-algo aes-cbc --cipher-op encrypt --cipher-key-sz 16 --auth-algo
404    sha1-hmac --auth-op generate --auth-key-sz 64 --digest-sz 12
405    --total-ops 10000000 --burst-sz 32 --buffer-sz 64
406
407 Call application for performance latency test of two Aesni MB PMD executed
408 on two cores for cipher encryption aes-cbc, ten operations in silent mode::
409
410    dpdk-test-crypto-perf -l 4-7 --vdev crypto_aesni_mb1
411    --vdev crypto_aesni_mb2 -w 0000:00:00.0 -- --devtype crypto_aesni_mb
412    --cipher-algo aes-cbc --cipher-key-sz 16 --cipher-iv-sz 16
413    --cipher-op encrypt --optype cipher-only --silent
414    --ptest latency --total-ops 10
415
416 Call application for verification test of single open ssl PMD
417 for cipher encryption aes-gcm and auth generation aes-gcm,ten operations
418 in silent mode, test vector provide in file "test_aes_gcm.data"
419 with packet verification::
420
421    dpdk-test-crypto-perf -l 4-7 --vdev crypto_openssl -w 0000:00:00.0 --
422    --devtype crypto_openssl --aead-algo aes-gcm --aead-key-sz 16
423    --aead-iv-sz 16 --aead-op encrypt --aead-aad-sz 16 --digest-sz 16
424    --optype aead --silent --ptest verify --total-ops 10
425    --test-file test_aes_gcm.data
426
427 Test vector file for cipher algorithm aes cbc 256 with authorization sha::
428
429    # Global Section
430    plaintext =
431    0xff, 0xca, 0xfb, 0xf1, 0x38, 0x20, 0x2f, 0x7b, 0x24, 0x98, 0x26, 0x7d, 0x1d, 0x9f, 0xb3, 0x93,
432    0xd9, 0xef, 0xbd, 0xad, 0x4e, 0x40, 0xbd, 0x60, 0xe9, 0x48, 0x59, 0x90, 0x67, 0xd7, 0x2b, 0x7b,
433    0x8a, 0xe0, 0x4d, 0xb0, 0x70, 0x38, 0xcc, 0x48, 0x61, 0x7d, 0xee, 0xd6, 0x35, 0x49, 0xae, 0xb4,
434    0xaf, 0x6b, 0xdd, 0xe6, 0x21, 0xc0, 0x60, 0xce, 0x0a, 0xf4, 0x1c, 0x2e, 0x1c, 0x8d, 0xe8, 0x7b
435    ciphertext =
436    0x77, 0xF9, 0xF7, 0x7A, 0xA3, 0xCB, 0x68, 0x1A, 0x11, 0x70, 0xD8, 0x7A, 0xB6, 0xE2, 0x37, 0x7E,
437    0xD1, 0x57, 0x1C, 0x8E, 0x85, 0xD8, 0x08, 0xBF, 0x57, 0x1F, 0x21, 0x6C, 0xAD, 0xAD, 0x47, 0x1E,
438    0x0D, 0x6B, 0x79, 0x39, 0x15, 0x4E, 0x5B, 0x59, 0x2D, 0x76, 0x87, 0xA6, 0xD6, 0x47, 0x8F, 0x82,
439    0xB8, 0x51, 0x91, 0x32, 0x60, 0xCB, 0x97, 0xDE, 0xBE, 0xF0, 0xAD, 0xFC, 0x23, 0x2E, 0x22, 0x02
440    cipher_key =
441    0xE4, 0x23, 0x33, 0x8A, 0x35, 0x64, 0x61, 0xE2, 0x49, 0x03, 0xDD, 0xC6, 0xB8, 0xCA, 0x55, 0x7A,
442    0xd0, 0xe7, 0x4b, 0xfb, 0x5d, 0xe5, 0x0c, 0xe7, 0x6f, 0x21, 0xb5, 0x52, 0x2a, 0xbb, 0xc7, 0xf7
443    auth_key =
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