app/testpmd: add --portlist option
[dpdk.git] / doc / guides / prog_guide / rte_security.rst
index 9be946b..9b5d249 100644 (file)
@@ -10,8 +10,8 @@ The security library provides a framework for management and provisioning
 of security protocol operations offloaded to hardware based devices. The
 library defines generic APIs to create and free security sessions which can
 support full protocol offload as well as inline crypto operation with
-NIC or crypto devices. The framework currently only supports the IPSec protocol
-and associated operations, other protocols will be added in future.
+NIC or crypto devices. The framework currently only supports the IPsec and PDCP
+protocol and associated operations, other protocols will be added in future.
 
 Design Principles
 -----------------
@@ -40,7 +40,7 @@ Inline Crypto
 ~~~~~~~~~~~~~
 
 RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_INLINE_CRYPTO:
-The crypto processing for security protocol (e.g. IPSec) is processed
+The crypto processing for security protocol (e.g. IPsec) is processed
 inline during receive and transmission on NIC port. The flow based
 security action should be configured on the port.
 
@@ -48,10 +48,10 @@ Ingress Data path - The packet is decrypted in RX path and relevant
 crypto status is set in Rx descriptors. After the successful inline
 crypto processing the packet is presented to host as a regular Rx packet
 however all security protocol related headers are still attached to the
-packet. e.g. In case of IPSec, the IPSec tunnel headers (if any),
+packet. e.g. In case of IPsec, the IPsec tunnel headers (if any),
 ESP/AH headers will remain in the packet but the received packet
 contains the decrypted data where the encrypted data was when the packet
-arrived. The driver Rx path check the descriptors and and based on the
+arrived. The driver Rx path check the descriptors and based on the
 crypto status sets additional flags in the rte_mbuf.ol_flags field.
 
 .. note::
@@ -65,7 +65,7 @@ Egress Data path - The software prepares the egress packet by adding
 relevant security protocol headers. Only the data will not be
 encrypted by the software. The driver will accordingly configure the
 tx descriptors. The hardware device will encrypt the data before sending the
-the packet out.
+packet out.
 
 .. note::
 
@@ -111,7 +111,7 @@ Inline protocol offload
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
 RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_INLINE_PROTOCOL:
-The crypto and protocol processing for security protocol (e.g. IPSec)
+The crypto and protocol processing for security protocol (e.g. IPsec)
 is processed inline during receive and transmission.  The flow based
 security action should be configured on the port.
 
@@ -119,18 +119,20 @@ Ingress Data path - The packet is decrypted in the RX path and relevant
 crypto status is set in the Rx descriptors. After the successful inline
 crypto processing the packet is presented to the host as a regular Rx packet
 but all security protocol related headers are optionally removed from the
-packet. e.g. in the case of IPSec, the IPSec tunnel headers (if any),
+packet. e.g. in the case of IPsec, the IPsec tunnel headers (if any),
 ESP/AH headers will be removed from the packet and the received packet
 will contains the decrypted packet only. The driver Rx path checks the
 descriptors and based on the crypto status sets additional flags in
-``rte_mbuf.ol_flags`` field.
+``rte_mbuf.ol_flags`` field. The driver would also set device-specific
+metadata in ``rte_mbuf.udata64`` field. This will allow the application
+to identify the security processing done on the packet.
 
 .. note::
 
     The underlying device in this case is stateful. It is expected that
     the device shall support crypto processing for all kind of packets matching
     to a given flow, this includes fragmented packets (post reassembly).
-    E.g. in case of IPSec the device may internally manage anti-replay etc.
+    E.g. in case of IPsec the device may internally manage anti-replay etc.
     It will provide a configuration option for anti-replay behavior i.e. to drop
     the packets or pass them to driver with error flags set in the descriptor.
 
@@ -148,7 +150,7 @@ to cross the MTU size.
 .. note::
 
     The underlying device will manage state information required for egress
-    processing. E.g. in case of IPSec, the seq number will be added to the
+    processing. E.g. in case of IPsec, the seq number will be added to the
     packet, however the device shall provide indication when the sequence number
     is about to overflow. The underlying device may support post encryption TSO.
 
@@ -197,13 +199,13 @@ crypto device.
 Decryption: The packet is sent to the crypto device for security
 protocol processing. The device will decrypt the packet and it will also
 optionally remove additional security headers from the packet.
-E.g. in case of IPSec, IPSec tunnel headers (if any), ESP/AH headers
+E.g. in case of IPsec, IPsec tunnel headers (if any), ESP/AH headers
 will be removed from the packet and the decrypted packet may contain
 plain data only.
 
 .. note::
 
-    In case of IPSec the device may internally manage anti-replay etc.
+    In case of IPsec the device may internally manage anti-replay etc.
     It will provide a configuration option for anti-replay behavior i.e. to drop
     the packets or pass them to driver with error flags set in descriptor.
 
@@ -215,7 +217,7 @@ for any protocol header addition.
 
 .. note::
 
-    In the case of IPSec, the seq number will be added to the packet,
+    In the case of IPsec, the seq number will be added to the packet,
     It shall provide an indication when the sequence number is about to
     overflow.
 
@@ -251,6 +253,49 @@ for any protocol header addition.
         +--------|--------+
                  V
 
+PDCP Flow Diagram
+~~~~~~~~~~~~~~~~~
+
+Based on 3GPP TS 36.323 Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA);
+Packet Data Convergence Protocol (PDCP) specification
+
+.. code-block:: c
+
+        Transmitting PDCP Entity          Receiving PDCP Entity
+                  |                                   ^
+                  |                       +-----------|-----------+
+                  V                       | In order delivery and |
+        +---------|----------+            | Duplicate detection   |
+        | Sequence Numbering |            |  (Data Plane only)    |
+        +---------|----------+            +-----------|-----------+
+                  |                                   |
+        +---------|----------+            +-----------|----------+
+        | Header Compression*|            | Header Decompression*|
+        | (Data-Plane only)  |            |   (Data Plane only)  |
+        +---------|----------+            +-----------|----------+
+                  |                                   |
+        +---------|-----------+           +-----------|----------+
+        | Integrity Protection|           |Integrity Verification|
+        | (Control Plane only)|           | (Control Plane only) |
+        +---------|-----------+           +-----------|----------+
+        +---------|-----------+            +----------|----------+
+        |     Ciphering       |            |     Deciphering     |
+        +---------|-----------+            +----------|----------+
+        +---------|-----------+            +----------|----------+
+        |   Add PDCP header   |            | Remove PDCP Header  |
+        +---------|-----------+            +----------|----------+
+                  |                                   |
+                  +----------------->>----------------+
+
+
+.. note::
+
+    * Header Compression and decompression are not supported currently.
+
+Just like IPsec, in case of PDCP also header addition/deletion, cipher/
+de-cipher, integrity protection/verification is done based on the action
+type chosen.
+
 Device Features and Capabilities
 ---------------------------------
 
@@ -269,7 +314,7 @@ structure in the *DPDK API Reference*.
 
 Each driver (crypto or ethernet) defines its own private array of capabilities
 for the operations it supports. Below is an example of the capabilities for a
-PMD which supports the IPSec protocol.
+PMD which supports the IPsec and PDCP protocol.
 
 .. code-block:: c
 
@@ -296,6 +341,24 @@ PMD which supports the IPSec protocol.
                 },
                 .crypto_capabilities = pmd_capabilities
         },
+        { /* PDCP Lookaside Protocol offload Data Plane */
+                .action = RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_LOOKASIDE_PROTOCOL,
+                .protocol = RTE_SECURITY_PROTOCOL_PDCP,
+                .pdcp = {
+                        .domain = RTE_SECURITY_PDCP_MODE_DATA,
+                        .capa_flags = 0
+                },
+                .crypto_capabilities = pmd_capabilities
+        },
+        { /* PDCP Lookaside Protocol offload Control */
+                .action = RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_LOOKASIDE_PROTOCOL,
+                .protocol = RTE_SECURITY_PROTOCOL_PDCP,
+                .pdcp = {
+                        .domain = RTE_SECURITY_PDCP_MODE_CONTROL,
+                        .capa_flags = 0
+                },
+                .crypto_capabilities = pmd_capabilities
+        },
         {
                 .action = RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_NONE
         }
@@ -396,6 +459,22 @@ For Inline Crypto and Inline protocol offload, device specific defined metadata
 updated in the mbuf using ``rte_security_set_pkt_metadata()`` if
 ``DEV_TX_OFFLOAD_SEC_NEED_MDATA`` is set.
 
+For inline protocol offloaded ingress traffic, the application can register a
+pointer, ``userdata`` , in the security session. When the packet is received,
+``rte_security_get_userdata()`` would return the userdata registered for the
+security session which processed the packet.
+
+.. note::
+
+    In case of inline processed packets, ``rte_mbuf.udata64`` field would be
+    used by the driver to relay information on the security processing
+    associated with the packet. In ingress, the driver would set this in Rx
+    path while in egress, ``rte_security_set_pkt_metadata()`` would perform a
+    similar operation. The application is expected not to modify the field
+    when it has relevant info. For ingress, this device-specific 64 bit value
+    is required to derive other information (like userdata), required for
+    identifying the security processing done on the packet.
+
 Security session configuration
 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
 
@@ -411,10 +490,13 @@ Security Session configuration structure is defined as ``rte_security_session_co
         union {
                 struct rte_security_ipsec_xform ipsec;
                 struct rte_security_macsec_xform macsec;
+                struct rte_security_pdcp_xform pdcp;
         };
         /**< Configuration parameters for security session */
         struct rte_crypto_sym_xform *crypto_xform;
         /**< Security Session Crypto Transformations */
+        void *userdata;
+        /**< Application specific userdata to be saved with session */
     };
 
 The configuration structure reuses the ``rte_crypto_sym_xform`` struct for crypto related
@@ -429,13 +511,20 @@ Offload.
         /**< No security actions */
         RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_INLINE_CRYPTO,
         /**< Crypto processing for security protocol is processed inline
-         * during transmission */
+         * during transmission
+         */
         RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_INLINE_PROTOCOL,
         /**< All security protocol processing is performed inline during
-         * transmission */
-        RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_LOOKASIDE_PROTOCOL
+         * transmission
+         */
+        RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_LOOKASIDE_PROTOCOL,
         /**< All security protocol processing including crypto is performed
-         * on a lookaside accelerator */
+         * on a lookaside accelerator
+         */
+        RTE_SECURITY_ACTION_TYPE_CPU_CRYPTO
+        /**< Similar to ACTION_TYPE_NONE but crypto processing for security
+         * protocol is processed synchronously by a CPU.
+         */
     };
 
 The ``rte_security_session_protocol`` is defined as
@@ -443,15 +532,17 @@ The ``rte_security_session_protocol`` is defined as
 .. code-block:: c
 
     enum rte_security_session_protocol {
-        RTE_SECURITY_PROTOCOL_IPSEC,
+        RTE_SECURITY_PROTOCOL_IPSEC = 1,
         /**< IPsec Protocol */
         RTE_SECURITY_PROTOCOL_MACSEC,
         /**< MACSec Protocol */
+        RTE_SECURITY_PROTOCOL_PDCP,
+        /**< PDCP Protocol */
     };
 
-Currently the library defines configuration parameters for IPSec only. For other
-protocols like MACSec, structures and enums are defined as place holders which
-will be updated in the future.
+Currently the library defines configuration parameters for IPsec and PDCP only.
+For other protocols like MACSec, structures and enums are defined as place holders
+which will be updated in the future.
 
 IPsec related configuration parameters are defined in ``rte_security_ipsec_xform``
 
@@ -465,7 +556,7 @@ IPsec related configuration parameters are defined in ``rte_security_ipsec_xform
         struct rte_security_ipsec_sa_options options;
         /**< various SA options */
         enum rte_security_ipsec_sa_direction direction;
-        /**< IPSec SA Direction - Egress/Ingress */
+        /**< IPsec SA Direction - Egress/Ingress */
         enum rte_security_ipsec_sa_protocol proto;
         /**< IPsec SA Protocol - AH/ESP */
         enum rte_security_ipsec_sa_mode mode;
@@ -474,6 +565,35 @@ IPsec related configuration parameters are defined in ``rte_security_ipsec_xform
         /**< Tunnel parameters, NULL for transport mode */
     };
 
+PDCP related configuration parameters are defined in ``rte_security_pdcp_xform``
+
+.. code-block:: c
+
+    struct rte_security_pdcp_xform {
+        int8_t bearer; /**< PDCP bearer ID */
+        /** Enable in order delivery, this field shall be set only if
+         * driver/HW is capable. See RTE_SECURITY_PDCP_ORDERING_CAP.
+         */
+        uint8_t en_ordering;
+        /** Notify driver/HW to detect and remove duplicate packets.
+         * This field should be set only when driver/hw is capable.
+         * See RTE_SECURITY_PDCP_DUP_DETECT_CAP.
+         */
+        uint8_t remove_duplicates;
+        /** PDCP mode of operation: Control or data */
+        enum rte_security_pdcp_domain domain;
+        /** PDCP Frame Direction 0:UL 1:DL */
+        enum rte_security_pdcp_direction pkt_dir;
+        /** Sequence number size, 5/7/12/15/18 */
+        enum rte_security_pdcp_sn_size sn_size;
+        /** Starting Hyper Frame Number to be used together with the SN
+         * from the PDCP frames
+         */
+        uint32_t hfn;
+        /** HFN Threshold for key renegotiation */
+        uint32_t hfn_threshold;
+    };
+
 
 Security API
 ~~~~~~~~~~~~