cryptodev: fix KASUMI F9 expected parameters
[dpdk.git] / doc / guides / cryptodevs / qat.rst
index 1901842..b0b1760 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 ..  BSD LICENSE
-    Copyright(c) 2015 Intel Corporation. All rights reserved.
+    Copyright(c) 2015-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
 
     Redistribution and use in source and binary forms, with or without
     modification, are permitted provided that the following conditions
     (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
     OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
 
-Quick Assist Crypto Poll Mode Driver
-====================================
+Intel(R) QuickAssist (QAT) Crypto Poll Mode Driver
+==================================================
 
-The QAT PMD provides poll mode crypto driver support for **Intel QuickAssist
-Technology DH895xxC** hardware accelerator.
+The QAT PMD provides poll mode crypto driver support for the following
+hardware accelerator devices:
 
-The QAT PMD has been tested on Fedora 21 64-bit with gcc and on the 4.3
-kernel.org Linux kernel.
+* ``Intel QuickAssist Technology DH895xCC``
+* ``Intel QuickAssist Technology C62x``
+* ``Intel QuickAssist Technology C3xxx``
+* ``Intel QuickAssist Technology D15xx``
 
 
 Features
@@ -44,45 +46,176 @@ The QAT PMD has support for:
 
 Cipher algorithms:
 
-* ``RTE_CRYPTO_SYM_CIPHER_AES128_CBC``
-* ``RTE_CRYPTO_SYM_CIPHER_AES192_CBC``
-* ``RTE_CRYPTO_SYM_CIPHER_AES256_CBC``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_3DES_CBC``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_3DES_CTR``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES128_CBC``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES192_CBC``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES256_CBC``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES128_CTR``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES192_CTR``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES256_CTR``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_SNOW3G_UEA2``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_NULL``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_KASUMI_F8``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_DES_CBC``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_AES_DOCSISBPI``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_DES_DOCSISBPI``
+* ``RTE_CRYPTO_CIPHER_ZUC_EEA3``
 
 Hash algorithms:
 
 * ``RTE_CRYPTO_AUTH_SHA1_HMAC``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_SHA224_HMAC``
 * ``RTE_CRYPTO_AUTH_SHA256_HMAC``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_SHA384_HMAC``
 * ``RTE_CRYPTO_AUTH_SHA512_HMAC``
 * ``RTE_CRYPTO_AUTH_AES_XCBC_MAC``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_SNOW3G_UIA2``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_MD5_HMAC``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_NULL``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_KASUMI_F9``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_AES_GMAC``
+* ``RTE_CRYPTO_AUTH_ZUC_EIA3``
+
+Supported AEAD algorithms:
+* ``RTE_CRYPTO_AEAD_AES_GCM``
 
 
 Limitations
 -----------
 
-* Chained mbufs are not supported.
-* Hash only is not supported.
-* Cipher only is not supported.
-* Only in-place is currently supported (destination address is the same as source address).
 * Only supports the session-oriented API implementation (session-less APIs are not supported).
-* Not performance tuned.
+* SNOW 3G (UEA2), KASUMI (F8) and ZUC (EEA3) supported only if cipher length and offset fields are byte-multiple.
+* SNOW 3G (UIA2) and ZUC (EIA3) supported only if hash length and offset fields are byte-multiple.
+* No BSD support as BSD QAT kernel driver not available.
+* ZUC EEA3/EIA3 is not supported by dh895xcc devices
+* Maximum additional authenticated data (AAD) for GCM is 240 bytes long.
 
 
 Installation
 ------------
 
-To use the DPDK QAT PMD an SRIOV-enabled QAT kernel driver is required. The
-VF devices exposed by this driver will be used by QAT PMD.
+To enable QAT in DPDK, follow the instructions for modifying the compile-time
+configuration file as described `here <http://dpdk.org/doc/guides/linux_gsg/build_dpdk.html>`_.
+
+Quick instructions are as follows:
+
+.. code-block:: console
+
+       cd to the top-level DPDK directory
+       make config T=x86_64-native-linuxapp-gcc
+       sed -i 's,\(CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_QAT\)=n,\1=y,' build/.config
+       make
+
+To use the DPDK QAT PMD an SRIOV-enabled QAT kernel driver is required. The VF
+devices exposed by this driver will be used by the QAT PMD. The devices and
+available kernel drivers and device ids are :
+
+.. _table_qat_pmds_drivers:
+
+.. table:: QAT devices and drivers
+
+   +----------+--------+---------------+------------+--------+---------+--------+------------+
+   | Device   | Driver | Kernel Module | Pci Driver | PF Did | Num PFs | Vf Did | VFs per PF |
+   +==========+========+===============+============+========+=========+========+============+
+   | DH895xCC | 01.org | icp_qa_al     | n/a        | 435    | 1       | 443    | 32         |
+   +----------+--------+---------------+------------+--------+---------+--------+------------+
+   | DH895xCC | 4.4+   | qat_dh895xcc  | dh895xcc   | 435    | 1       | 443    | 32         |
+   +----------+--------+---------------+------------+--------+---------+--------+------------+
+   | C62x     | 4.5+   | qat_c62x      | c6xx       | 37c8   | 3       | 37c9   | 16         |
+   +----------+--------+---------------+------------+--------+---------+--------+------------+
+   | C3xxx    | 4.5+   | qat_c3xxx     | c3xxx      | 19e2   | 1       | 19e3   | 16         |
+   +----------+--------+---------------+------------+--------+---------+--------+------------+
+   | D15xx    | p      | qat_d15xx     | d15xx      | 6f54   | 1       | 6f55   | 16         |
+   +----------+--------+---------------+------------+--------+---------+--------+------------+
+
+
+The ``Driver`` column indicates either the Linux kernel version in which
+support for this device was introduced or a driver available on Intel's 01.org
+website. There are both linux and 01.org kernel drivers available for some
+devices. p = release pending.
+
+If you are running on a kernel which includes a driver for your device, see
+`Installation using kernel.org driver`_ below. Otherwise see
+`Installation using 01.org QAT driver`_.
+
+
+Installation using kernel.org driver
+------------------------------------
+
+The examples below are based on the C62x device, if you have a different device
+use the corresponding values in the above table.
+
+In BIOS ensure that SRIOV is enabled and either:
+
+* Disable VT-d or
+* Enable VT-d and set ``"intel_iommu=on iommu=pt"`` in the grub file.
+
+Check that the QAT driver is loaded on your system, by executing::
+
+    lsmod | grep qa
 
-If you are running on kernel 4.3 or greater, see instructions for
-`Installation using kernel.org driver`_ below. If you are on a kernel earlier
-than 4.3, see `Installation using 01.org QAT driver`_.
+You should see the kernel module for your device listed, e.g.::
+
+    qat_c62x               5626  0
+    intel_qat              82336  1 qat_c62x
+
+Next, you need to expose the Virtual Functions (VFs) using the sysfs file system.
+
+First find the BDFs (Bus-Device-Function) of the physical functions (PFs) of
+your device, e.g.::
+
+    lspci -d : 37c8
+
+You should see output similar to::
+
+    1a:00.0 Co-processor: Intel Corporation Device 37c8
+    3d:00.0 Co-processor: Intel Corporation Device 37c8
+    3f:00.0 Co-processor: Intel Corporation Device 37c8
+
+Enable the VFs for each PF by echoing the number of VFs per PF to the pci driver::
+
+     echo 16 > /sys/bus/pci/drivers/c6xx/0000:1a:00.0/sriov_numvfs
+     echo 16 > /sys/bus/pci/drivers/c6xx/0000:3d:00.0/sriov_numvfs
+     echo 16 > /sys/bus/pci/drivers/c6xx/0000:3f:00.0/sriov_numvfs
+
+Check that the VFs are available for use. For example ``lspci -d:37c9`` should
+list 48 VF devices available for a ``C62x`` device.
+
+To complete the installation follow the instructions in
+`Binding the available VFs to the DPDK UIO driver`_.
+
+.. Note::
+
+   If the QAT kernel modules are not loaded and you see an error like ``Failed
+   to load MMP firmware qat_895xcc_mmp.bin`` in kernel logs, this may be as a
+   result of not using a distribution, but just updating the kernel directly.
+
+   Download firmware from the `kernel firmware repo
+   <http://git.kernel.org/cgit/linux/kernel/git/firmware/linux-firmware.git/tree/>`_.
+
+   Copy qat binaries to ``/lib/firmware``::
+
+      cp qat_895xcc.bin /lib/firmware
+      cp qat_895xcc_mmp.bin /lib/firmware
+
+   Change to your linux source root directory and start the qat kernel modules::
+
+      insmod ./drivers/crypto/qat/qat_common/intel_qat.ko
+      insmod ./drivers/crypto/qat/qat_dh895xcc/qat_dh895xcc.ko
+
+
+.. Note::
+
+   If you see the following warning in ``/var/log/messages`` it can be ignored:
+   ``IOMMU should be enabled for SR-IOV to work correctly``.
 
 
 Installation using 01.org QAT driver
 ------------------------------------
 
 Download the latest QuickAssist Technology Driver from `01.org
-<https://01.org/packet-processing/intel%C2%AE-quickassist-technology-drivers-and-patches>`_
+<https://01.org/packet-processing/intel%C2%AE-quickassist-technology-drivers-and-patches>`_.
 Consult the *Getting Started Guide* at the same URL for further information.
 
 The steps below assume you are:
@@ -103,117 +236,150 @@ Build and install the SRIOV-enabled QAT driver::
 
     mkdir /QAT
     cd /QAT
-    # copy qatmux.l.2.3.0-34.tgz to this location
+
+    # Copy qatmux.l.2.3.0-34.tgz to this location
     tar zxof qatmux.l.2.3.0-34.tgz
 
     export ICP_WITHOUT_IOMMU=1
     ./installer.sh install QAT1.6 host
 
 You can use ``cat /proc/icp_dh895xcc_dev0/version`` to confirm the driver is correctly installed.
-You can use ``lspci -d:443`` to confirm the bdf of the 32 VF devices are available per ``DH895xCC`` device.
+You can use ``lspci -d:443`` to confirm the  of the 32 VF devices available per ``DH895xCC`` device.
 
 To complete the installation - follow instructions in `Binding the available VFs to the DPDK UIO driver`_.
 
-**Note**: If using a later kernel and the build fails with an error relating to ``strict_stroul`` not being available apply the following patch:
+.. Note::
 
-.. code-block:: diff
+   If using a later kernel and the build fails with an error relating to
+   ``strict_stroul`` not being available apply the following patch:
 
-   /QAT/QAT1.6/quickassist/utilities/downloader/Target_CoreLibs/uclo/include/linux/uclo_platform.h
-   + #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(3,18,5)
-   + #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr) {endPtr=NULL; if (kstrtoul((str), (base), (num))) printk("Error strtoull convert %s\n", str); }
-   + #else
-   #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,38)
-   #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr) {endPtr=NULL; if (strict_strtoull((str), (base), (num))) printk("Error strtoull convert %s\n", str); }
-   #else
-   #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,25)
-   #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr) {endPtr=NULL; strict_strtoll((str), (base), (num));}
-   #else
-   #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr)                                 \
-        do {                                                               \
-              if (str[0] == '-')                                           \
-              {                                                            \
-                   *(num) = -(simple_strtoull((str+1), &(endPtr), (base))); \
-              }else {                                                      \
-                   *(num) = simple_strtoull((str), &(endPtr), (base));      \
-              }                                                            \
-        } while(0)
-   + #endif
-   #endif
-   #endif
+   .. code-block:: diff
 
+      /QAT/QAT1.6/quickassist/utilities/downloader/Target_CoreLibs/uclo/include/linux/uclo_platform.h
+      + #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(3,18,5)
+      + #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr) {endPtr=NULL; if (kstrtoul((str), (base), (num))) printk("Error strtoull convert %s\n", str); }
+      + #else
+      #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,38)
+      #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr) {endPtr=NULL; if (strict_strtoull((str), (base), (num))) printk("Error strtoull convert %s\n", str); }
+      #else
+      #if LINUX_VERSION_CODE >= KERNEL_VERSION(2,6,25)
+      #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr) {endPtr=NULL; strict_strtoll((str), (base), (num));}
+      #else
+      #define STR_TO_64(str, base, num, endPtr)                                 \
+           do {                                                               \
+                 if (str[0] == '-')                                           \
+                 {                                                            \
+                      *(num) = -(simple_strtoull((str+1), &(endPtr), (base))); \
+                 }else {                                                      \
+                      *(num) = simple_strtoull((str), &(endPtr), (base));      \
+                 }                                                            \
+           } while(0)
+      + #endif
+      #endif
+      #endif
 
-If the build fails due to missing header files you may need to do following:
 
-* ``sudo yum install zlib-devel``
-* ``sudo yum install openssl-devel``
+.. Note::
 
-If the build or install fails due to mismatching kernel sources you may need to do the following:
+   If the build fails due to missing header files you may need to do following::
 
-* ``sudo yum install kernel-headers-`uname -r```
-* ``sudo yum install kernel-src-`uname -r```
-* ``sudo yum install kernel-devel-`uname -r```
+      sudo yum install zlib-devel
+      sudo yum install openssl-devel
 
+.. Note::
 
-Installation using kernel.org driver
-------------------------------------
+   If the build or install fails due to mismatching kernel sources you may need to do the following::
 
-Assuming you are running on at least a 4.3 kernel, you can use the stock kernel.org QAT
-driver to start the QAT hardware.
+      sudo yum install kernel-headers-`uname -r`
+      sudo yum install kernel-src-`uname -r`
+      sudo yum install kernel-devel-`uname -r`
 
-The steps below assume you are:
 
-* Running DPDK on a platform with one ``DH895xCC`` device.
-* On a kernel at least version 4.3.
+Binding the available VFs to the DPDK UIO driver
+------------------------------------------------
 
-In BIOS ensure that SRIOV is enabled and VT-d is disabled.
+Unbind the VFs from the stock driver so they can be bound to the uio driver.
 
-Ensure the QAT driver is loaded on your system, by executing::
+For an Intel(R) QuickAssist Technology DH895xCC device
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-    lsmod | grep qat
+The unbind command below assumes ``BDFs`` of ``03:01.00-03:04.07``, if your
+VFs are different adjust the unbind command below::
 
-You should see the following output::
+    for device in $(seq 1 4); do \
+        for fn in $(seq 0 7); do \
+            echo -n 0000:03:0${device}.${fn} > \
+            /sys/bus/pci/devices/0000\:03\:0${device}.${fn}/driver/unbind; \
+        done; \
+    done
 
-    qat_dh895xcc            5626  0
-    intel_qat              82336  1 qat_dh895xcc
+For an Intel(R) QuickAssist Technology C62x device
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-Next, you need to expose the VFs using the sysfs file system.
+The unbind command below assumes ``BDFs`` of ``1a:01.00-1a:02.07``,
+``3d:01.00-3d:02.07`` and ``3f:01.00-3f:02.07``, if your VFs are different
+adjust the unbind command below::
 
-First find the bdf of the DH895xCC device::
+    for device in $(seq 1 2); do \
+        for fn in $(seq 0 7); do \
+            echo -n 0000:1a:0${device}.${fn} > \
+            /sys/bus/pci/devices/0000\:1a\:0${device}.${fn}/driver/unbind; \
 
-    lspci -d : 435
+            echo -n 0000:3d:0${device}.${fn} > \
+            /sys/bus/pci/devices/0000\:3d\:0${device}.${fn}/driver/unbind; \
 
-You should see output similar to::
+            echo -n 0000:3f:0${device}.${fn} > \
+            /sys/bus/pci/devices/0000\:3f\:0${device}.${fn}/driver/unbind; \
+        done; \
+    done
 
-    03:00.0 Co-processor: Intel Corporation Coleto Creek PCIe Endpoint
+For Intel(R) QuickAssist Technology C3xxx or D15xx device
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-Using the sysfs, enable the VFs::
+The unbind command below assumes ``BDFs`` of ``01:01.00-01:02.07``, if your
+VFs are different adjust the unbind command below::
 
-    echo 32 > /sys/bus/pci/drivers/dh895xcc/0000\:03\:00.0/sriov_numvfs
+    for device in $(seq 1 2); do \
+        for fn in $(seq 0 7); do \
+            echo -n 0000:01:0${device}.${fn} > \
+            /sys/bus/pci/devices/0000\:01\:0${device}.${fn}/driver/unbind; \
+        done; \
+    done
 
-If you get an error, it's likely you're using a QAT kernel driver earlier than kernel 4.3.
+Bind to the DPDK uio driver
+~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
-To verify that the VFs are available for use - use ``lspci -d:443`` to confirm
-the bdf of the 32 VF devices are available per ``DH895xCC`` device.
+Install the DPDK igb_uio driver, bind the VF PCI Device id to it and use lspci
+to confirm the VF devices are now in use by igb_uio kernel driver,
+e.g. for the C62x device::
 
-To complete the installation - follow instructions in `Binding the available VFs to the DPDK UIO driver`_.
+    cd to the top-level DPDK directory
+    modprobe uio
+    insmod ./build/kmod/igb_uio.ko
+    echo "8086 37c9" > /sys/bus/pci/drivers/igb_uio/new_id
+    lspci -vvd:37c9
 
 
-Binding the available VFs to the DPDK UIO driver
-------------------------------------------------
+Another way to bind the VFs to the DPDK UIO driver is by using the
+``dpdk-devbind.py`` script::
 
-The unbind command below assumes ``bdfs`` of ``03:01.00-03:04.07``, if yours are different adjust the unbind command below::
+    cd to the top-level DPDK directory
+    ./usertools/dpdk-devbind.py -b igb_uio 0000:03:01.1
 
-   cd $RTE_SDK
-   modprobe uio
-   insmod ./build/kmod/igb_uio.ko
 
-   for device in $(seq 1 4); do \
-       for fn in $(seq 0 7); do \
-           echo -n 0000:03:0${device}.${fn} > \
-           /sys/bus/pci/devices/0000\:03\:0${device}.${fn}/driver/unbind; \
-       done; \
-   done
+Extra notes on KASUMI F9
+------------------------
 
-   echo "8086 0443" > /sys/bus/pci/drivers/igb_uio/new_id
+When using KASUMI F9 authentication algorithm, the input buffer must be
+constructed according to the 3GPP KASUMI specifications (section 4.4, page 13):
+`<http://cryptome.org/3gpp/35201-900.pdf>`_.
+Input buffer has to have COUNT (4 bytes), FRESH (4 bytes), MESSAGE and DIRECTION (1 bit)
+concatenated. After the DIRECTION bit, a single '1' bit is appended, followed by
+between 0 and 7 '0' bits, so that the total length of the buffer is multiple of 8 bits.
+Note that the actual message can be any length, specified in bits.
 
-You can use ``lspci -vvd:443`` to confirm that all devices are now in use by igb_uio kernel driver.
+Once this buffer is passed this way, when creating the crypto operation,
+length of data to authenticate (op.sym.auth.data.length) must be the length
+of all the items described above, including the padding at the end.
+Also, offset of data to authenticate (op.sym.auth.data.offset)
+must be such that points at the start of the COUNT bytes.