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[dpdk.git] / doc / guides / tools / cryptoperf.rst
1 ..  BSD LICENSE
2     Copyright(c) 2016 Intel Corporation. All rights reserved.
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4
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6     modification, are permitted provided that the following conditions
7     are met:
8
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18
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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. Using "pmd-cyclecount" mode will give a better idea of
54 actual costs of hardware acceleration.
55
56 On hardware devices the throughput measurement is not necessarily the maximum
57 possible for the device, e.g. it may be necessary to use multiple cores to keep
58 the hardware accelerator fully loaded and so measure maximum throughput.
59
60 Compiling the Application
61 -------------------------
62
63 **Step 1: PMD setting**
64
65 The ``dpdk-test-crypto-perf`` tool depends on crypto device drivers PMD which
66 are disabled by default in the build configuration file ``common_base``.
67 The crypto device drivers PMD which should be tested can be enabled by setting::
68
69    CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_<name>=y
70
71 Setting example for open ssl PMD::
72
73    CONFIG_RTE_LIBRTE_PMD_OPENSSL=y
74
75 **Step 2: Linearization setting**
76
77 It is possible linearized input segmented packets just before crypto operation
78 for devices which doesn't support scatter-gather, and allows to measure
79 performance also for this use case.
80
81 To set on the linearization options add below definition to the
82 ``cperf_ops.h`` file::
83
84    #define CPERF_LINEARIZATION_ENABLE
85
86 **Step 3: Build the application**
87
88 Execute the ``dpdk-setup.sh`` script to build the DPDK library together with the
89 ``dpdk-test-crypto-perf`` applcation.
90
91 Initially, the user must select a DPDK target to choose the correct target type
92 and compiler options to use when building the libraries.
93 The user must have all libraries, modules, updates and compilers installed
94 in the system prior to this,
95 as described in the earlier chapters in this Getting Started Guide.
96
97 Running the Application
98 -----------------------
99
100 The tool application has a number of command line options:
101
102 .. code-block:: console
103
104    dpdk-test-crypto-perf [EAL Options] -- [Application Options]
105
106 EAL Options
107 ~~~~~~~~~~~
108
109 The following are the EAL command-line options that can be used in conjunction
110 with the ``dpdk-test-crypto-perf`` applcation.
111 See the DPDK Getting Started Guides for more information on these options.
112
113 *   ``-c <COREMASK>`` or ``-l <CORELIST>``
114
115         Set the hexadecimal bitmask of the cores to run on. The corelist is a
116         list cores to use.
117
118 *   ``-w <PCI>``
119
120         Add a PCI device in white list.
121
122 *   ``--vdev <driver><id>``
123
124         Add a virtual device.
125
126 Appication Options
127 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
128
129 The following are the appication command-line options:
130
131 * ``--ptest type``
132
133         Set test type, where ``type`` is one of the following::
134
135            throughput
136            latency
137            verify
138            pmd-cyclecount
139
140 * ``--silent``
141
142         Disable options dump.
143
144 * ``--pool-sz <n>``
145
146         Set the number of mbufs to be allocated in the mbuf pool.
147
148 * ``--total-ops <n>``
149
150         Set the number of total operations performed.
151
152 * ``--burst-sz <n>``
153
154         Set the number of packets per burst.
155
156         This can be set as:
157           * Single value (i.e. ``--burst-sz 16``)
158           * Range of values, using the following structure ``min:inc:max``,
159             where ``min`` is minimum size, ``inc`` is the increment size and ``max``
160             is the maximum size (i.e. ``--burst-sz 16:2:32``)
161           * List of values, up to 32 values, separated in commas (i.e. ``--burst-sz 16,24,32``)
162
163 * ``--buffer-sz <n>``
164
165         Set the size of single packet (plaintext or ciphertext in it).
166
167         This can be set as:
168           * Single value (i.e. ``--buffer-sz 16``)
169           * Range of values, using the following structure ``min:inc:max``,
170             where ``min`` is minimum size, ``inc`` is the increment size and ``max``
171             is the maximum size (i.e. ``--buffer-sz 16:2:32``)
172           * List of values, up to 32 values, separated in commas (i.e. ``--buffer-sz 32,64,128``)
173
174
175 * ``--segments-nb <n>``
176
177         Set the number of segments per packet.
178
179 * ``--devtype <name>``
180
181         Set device type, where ``name`` is one of the following::
182
183            crypto_null
184            crypto_aesni_mb
185            crypto_aesni_gcm
186            crypto_openssl
187            crypto_qat
188            crypto_snow3g
189            crypto_kasumi
190            crypto_zuc
191            crypto_dpaa2_sec
192            crypto_armv8
193            crypto_scheduler
194
195 * ``--optype <name>``
196
197         Set operation type, where ``name`` is one of the following::
198
199            cipher-only
200            auth-only
201            cipher-then-auth
202            auth-then-cipher
203            aead
204
205         For GCM/CCM algorithms you should use aead flag.
206
207 * ``--sessionless``
208
209         Enable session-less crypto operations mode.
210
211 * ``--out-of-place``
212
213         Enable out-of-place crypto operations mode.
214
215 * ``--test-file <name>``
216
217         Set test vector file path. See the Test Vector File chapter.
218
219 * ``--test-name <name>``
220
221         Set specific test name section in the test vector file.
222
223 * ``--cipher-algo <name>``
224
225         Set cipher algorithm name, where ``name`` is one of the following::
226
227            3des-cbc
228            3des-ecb
229            3des-ctr
230            aes-cbc
231            aes-ctr
232            aes-ecb
233            aes-f8
234            aes-xts
235            arc4
236            null
237            kasumi-f8
238            snow3g-uea2
239            zuc-eea3
240
241 * ``--cipher-op <mode>``
242
243         Set cipher operation mode, where ``mode`` is one of the following::
244
245            encrypt
246            decrypt
247
248 * ``--cipher-key-sz <n>``
249
250         Set the size of cipher key.
251
252 * ``--cipher-iv-sz <n>``
253
254         Set the size of cipher iv.
255
256 * ``--auth-algo <name>``
257
258         Set authentication algorithm name, where ``name`` is one
259         of the following::
260
261            3des-cbc
262            aes-cbc-mac
263            aes-cmac
264            aes-gmac
265            aes-xcbc-mac
266            md5
267            md5-hmac
268            sha1
269            sha1-hmac
270            sha2-224
271            sha2-224-hmac
272            sha2-256
273            sha2-256-hmac
274            sha2-384
275            sha2-384-hmac
276            sha2-512
277            sha2-512-hmac
278            kasumi-f9
279            snow3g-uia2
280            zuc-eia3
281
282 * ``--auth-op <mode>``
283
284         Set authentication operation mode, where ``mode`` is one of
285         the following::
286
287            verify
288            generate
289
290 * ``--auth-key-sz <n>``
291
292         Set the size of authentication key.
293
294 * ``--auth-iv-sz <n>``
295
296         Set the size of auth iv.
297
298 * ``--aead-algo <name>``
299
300         Set AEAD algorithm name, where ``name`` is one
301         of the following::
302
303            aes-ccm
304            aes-gcm
305
306 * ``--aead-op <mode>``
307
308         Set AEAD operation mode, where ``mode`` is one of
309         the following::
310
311            encrypt
312            decrypt
313
314 * ``--aead-key-sz <n>``
315
316         Set the size of AEAD key.
317
318 * ``--aead-iv-sz <n>``
319
320         Set the size of AEAD iv.
321
322 * ``--aead-aad-sz <n>``
323
324         Set the size of AEAD aad.
325
326 * ``--digest-sz <n>``
327
328         Set the size of digest.
329
330 * ``--desc-nb <n>``
331
332         Set number of descriptors for each crypto device.
333
334 * ``--pmd-cyclecount-delay-ms <n>``
335
336         Add a delay (in milliseconds) between enqueue and dequeue in
337         pmd-cyclecount benchmarking mode (useful when benchmarking
338         hardware acceleration).
339
340 * ``--csv-friendly``
341
342         Enable test result output CSV friendly rather than human friendly.
343
344 Test Vector File
345 ~~~~~~~~~~~~~~~~
346
347 The test vector file is a text file contain information about test vectors.
348 The file is made of the sections. The first section doesn't have header.
349 It contain global information used in each test variant vectors -
350 typically information about plaintext, ciphertext, cipher key, aut key,
351 initial vector. All other sections begin header.
352 The sections contain particular information typically digest.
353
354 **Format of the file:**
355
356 Each line beginig with sign '#' contain comment and it is ignored by parser::
357
358    # <comment>
359
360 Header line is just name in square bracket::
361
362    [<section name>]
363
364 Data line contain information tocken then sign '=' and
365 a string of bytes in C byte array format::
366
367    <tocken> = <C byte array>
368
369 **Tockens list:**
370
371 * ``plaintext``
372
373         Original plaintext to be crypted.
374
375 * ``ciphertext``
376
377         Encrypted plaintext string.
378
379 * ``cipher_key``
380
381         Key used in cipher operation.
382
383 * ``auth_key``
384
385         Key used in auth operation.
386
387 * ``cipher_iv``
388
389         Cipher Initial Vector.
390
391 * ``auth_iv``
392
393         Auth Initial Vector.
394
395 * ``aad``
396
397         Additional data.
398
399 * ``digest``
400
401         Digest string.
402
403 Examples
404 --------
405
406 Call application for performance throughput test of single Aesni MB PMD
407 for cipher encryption aes-cbc and auth generation sha1-hmac,
408 one million operations, burst size 32, packet size 64::
409
410    dpdk-test-crypto-perf -l 6-7 --vdev crypto_aesni_mb -w 0000:00:00.0 --
411    --ptest throughput --devtype crypto_aesni_mb --optype cipher-then-auth
412    --cipher-algo aes-cbc --cipher-op encrypt --cipher-key-sz 16 --auth-algo
413    sha1-hmac --auth-op generate --auth-key-sz 64 --digest-sz 12
414    --total-ops 10000000 --burst-sz 32 --buffer-sz 64
415
416 Call application for performance latency test of two Aesni MB PMD executed
417 on two cores for cipher encryption aes-cbc, ten operations in silent mode::
418
419    dpdk-test-crypto-perf -l 4-7 --vdev crypto_aesni_mb1
420    --vdev crypto_aesni_mb2 -w 0000:00:00.0 -- --devtype crypto_aesni_mb
421    --cipher-algo aes-cbc --cipher-key-sz 16 --cipher-iv-sz 16
422    --cipher-op encrypt --optype cipher-only --silent
423    --ptest latency --total-ops 10
424
425 Call application for verification test of single open ssl PMD
426 for cipher encryption aes-gcm and auth generation aes-gcm,ten operations
427 in silent mode, test vector provide in file "test_aes_gcm.data"
428 with packet verification::
429
430    dpdk-test-crypto-perf -l 4-7 --vdev crypto_openssl -w 0000:00:00.0 --
431    --devtype crypto_openssl --aead-algo aes-gcm --aead-key-sz 16
432    --aead-iv-sz 16 --aead-op encrypt --aead-aad-sz 16 --digest-sz 16
433    --optype aead --silent --ptest verify --total-ops 10
434    --test-file test_aes_gcm.data
435
436 Test vector file for cipher algorithm aes cbc 256 with authorization sha::
437
438    # Global Section
439    plaintext =
440    0xff, 0xca, 0xfb, 0xf1, 0x38, 0x20, 0x2f, 0x7b, 0x24, 0x98, 0x26, 0x7d, 0x1d, 0x9f, 0xb3, 0x93,
441    0xd9, 0xef, 0xbd, 0xad, 0x4e, 0x40, 0xbd, 0x60, 0xe9, 0x48, 0x59, 0x90, 0x67, 0xd7, 0x2b, 0x7b,
442    0x8a, 0xe0, 0x4d, 0xb0, 0x70, 0x38, 0xcc, 0x48, 0x61, 0x7d, 0xee, 0xd6, 0x35, 0x49, 0xae, 0xb4,
443    0xaf, 0x6b, 0xdd, 0xe6, 0x21, 0xc0, 0x60, 0xce, 0x0a, 0xf4, 0x1c, 0x2e, 0x1c, 0x8d, 0xe8, 0x7b
444    ciphertext =
445    0x77, 0xF9, 0xF7, 0x7A, 0xA3, 0xCB, 0x68, 0x1A, 0x11, 0x70, 0xD8, 0x7A, 0xB6, 0xE2, 0x37, 0x7E,
446    0xD1, 0x57, 0x1C, 0x8E, 0x85, 0xD8, 0x08, 0xBF, 0x57, 0x1F, 0x21, 0x6C, 0xAD, 0xAD, 0x47, 0x1E,
447    0x0D, 0x6B, 0x79, 0x39, 0x15, 0x4E, 0x5B, 0x59, 0x2D, 0x76, 0x87, 0xA6, 0xD6, 0x47, 0x8F, 0x82,
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