app/test/test_distributor_perf.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include "test.h"
  35
  36 #ifdef RTE_LIBRTE_DISTRIBUTOR
  37 #include <unistd.h>
  38 #include <string.h>
  39 #include <rte_cycles.h>
  40 #include <rte_distributor.h>
  41
  42 #define ITER_POWER 20 /* log 2 of how many iterations we do when timing. */
  43 #define BURST 32
  44 #define BIG_BATCH 1024
  45
  46 /* static vars - zero initialized by default */
  47 static volatile int quit;
  48 static volatile unsigned worker_idx;
  49
  50 struct worker_stats {
  51         volatile unsigned handled_packets;
  52 } __rte_cache_aligned;
  53 struct worker_stats worker_stats[RTE_MAX_LCORE];
  54
  55 /* worker thread used for testing the time to do a round-trip of a cache
  56  * line between two cores and back again
  57  */
  58 static void
  59 flip_bit(volatile uint64_t *arg)
  60 {
  61         uint64_t old_val = 0;
  62         while (old_val != 2) {
  63                 while (!*arg)
  64                         rte_pause();
  65                 old_val = *arg;
  66                 *arg = 0;
  67         }
  68 }
  69
  70 /* test case to time the number of cycles to round-trip a cache line between
  71  * two cores and back again.
  72  */
  73 static void
  74 time_cache_line_switch(void)
  75 {
  76         /* allocate a full cache line for data, we use only first byte of it */
  77         uint64_t data[CACHE_LINE_SIZE*3 / sizeof(uint64_t)];
  78
  79         unsigned i, slaveid = rte_get_next_lcore(rte_lcore_id(), 0, 0);
  80         volatile uint64_t *pdata = &data[0];
  81         *pdata = 1;
  82         rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)flip_bit, &data[0], slaveid);
  83         while (*pdata)
  84                 rte_pause();
  85
  86         const uint64_t start_time = rte_rdtsc();
  87         for (i = 0; i < (1 << ITER_POWER); i++) {
  88                 while (*pdata)
  89                         rte_pause();
  90                 *pdata = 1;
  91         }
  92         const uint64_t end_time = rte_rdtsc();
  93
  94         while (*pdata)
  95                 rte_pause();
  96         *pdata = 2;
  97         rte_eal_wait_lcore(slaveid);
  98         printf("==== Cache line switch test ===\n");
  99         printf("Time for %u iterations = %"PRIu64" ticks\n", (1<<ITER_POWER),
 100                         end_time-start_time);
 101         printf("Ticks per iteration = %"PRIu64"\n\n",
 102                         (end_time-start_time) >> ITER_POWER);
 103 }
 104
 105 /* returns the total count of the number of packets handled by the worker
 106  * functions given below.
 107  */
 108 static unsigned
 109 total_packet_count(void)
 110 {
 111         unsigned i, count = 0;
 112         for (i = 0; i < worker_idx; i++)
 113                 count += worker_stats[i].handled_packets;
 114         return count;
 115 }
 116
 117 /* resets the packet counts for a new test */
 118 static void
 119 clear_packet_count(void)
 120 {
 121         memset(&worker_stats, 0, sizeof(worker_stats));
 122 }
 123
 124 /* this is the basic worker function for performance tests.
 125  * it does nothing but return packets and count them.
 126  */
 127 static int
 128 handle_work(void *arg)
 129 {
 130         struct rte_mbuf *pkt = NULL;
 131         struct rte_distributor *d = arg;
 132         unsigned count = 0;
 133         unsigned id = __sync_fetch_and_add(&worker_idx, 1);
 134
 135         pkt = rte_distributor_get_pkt(d, id, NULL);
 136         while (!quit) {
 137                 worker_stats[id].handled_packets++, count++;
 138                 pkt = rte_distributor_get_pkt(d, id, pkt);
 139         }
 140         worker_stats[id].handled_packets++, count++;
 141         rte_distributor_return_pkt(d, id, pkt);
 142         return 0;
 143 }
 144
 145 /* this basic performance test just repeatedly sends in 32 packets at a time
 146  * to the distributor and verifies at the end that we got them all in the worker
 147  * threads and finally how long per packet the processing took.
 148  */
 149 static inline int
 150 perf_test(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 151 {
 152         unsigned i;
 153         uint64_t start, end;
 154         struct rte_mbuf *bufs[BURST];
 155
 156         clear_packet_count();
 157         if (rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, BURST) != 0) {
 158                 printf("Error getting mbufs from pool\n");
 159                 return -1;
 160         }
 161         /* ensure we have different hash value for each pkt */
 162         for (i = 0; i < BURST; i++)
 163                 bufs[i]->pkt.hash.rss = i;
 164
 165         start = rte_rdtsc();
 166         for (i = 0; i < (1<<ITER_POWER); i++)
 167                 rte_distributor_process(d, bufs, BURST);
 168         end = rte_rdtsc();
 169
 170         do {
 171                 usleep(100);
 172                 rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 173         } while (total_packet_count() < (BURST << ITER_POWER));
 174
 175         printf("=== Performance test of distributor ===\n");
 176         printf("Time per burst:  %"PRIu64"\n", (end - start) >> ITER_POWER);
 177         printf("Time per packet: %"PRIu64"\n\n",
 178                         ((end - start) >> ITER_POWER)/BURST);
 179         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, BURST);
 180
 181         for (i = 0; i < rte_lcore_count() - 1; i++)
 182                 printf("Worker %u handled %u packets\n", i,
 183                                 worker_stats[i].handled_packets);
 184         printf("Total packets: %u (%x)\n", total_packet_count(),
 185                         total_packet_count());
 186         printf("=== Perf test done ===\n\n");
 187
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 /* Useful function which ensures that all worker functions terminate */
 192 static void
 193 quit_workers(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 194 {
 195         const unsigned num_workers = rte_lcore_count() - 1;
 196         unsigned i;
 197         struct rte_mbuf *bufs[RTE_MAX_LCORE];
 198         rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 199
 200         quit = 1;
 201         for (i = 0; i < num_workers; i++)
 202                 bufs[i]->pkt.hash.rss = i << 1;
 203         rte_distributor_process(d, bufs, num_workers);
 204
 205         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 206
 207         rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 208         rte_eal_mp_wait_lcore();
 209         quit = 0;
 210         worker_idx = 0;
 211 }
 212
 213 #define MBUF_SIZE (2048 + sizeof(struct rte_mbuf) + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
 214
 215 static int
 216 test_distributor_perf(void)
 217 {
 218         static struct rte_distributor *d;
 219         static struct rte_mempool *p;
 220
 221         if (rte_lcore_count() < 2) {
 222                 printf("ERROR: not enough cores to test distributor\n");
 223                 return -1;
 224         }
 225
 226         /* first time how long it takes to round-trip a cache line */
 227         time_cache_line_switch();
 228
 229         if (d == NULL) {
 230                 d = rte_distributor_create("Test_perf", rte_socket_id(),
 231                                 rte_lcore_count() - 1);
 232                 if (d == NULL) {
 233                         printf("Error creating distributor\n");
 234                         return -1;
 235                 }
 236         } else {
 237                 rte_distributor_flush(d);
 238                 rte_distributor_clear_returns(d);
 239         }
 240
 241         const unsigned nb_bufs = (511 * rte_lcore_count()) < BIG_BATCH ?
 242                         (BIG_BATCH * 2) - 1 : (511 * rte_lcore_count());
 243         if (p == NULL) {
 244                 p = rte_mempool_create("DPT_MBUF_POOL", nb_bufs,
 245                                 MBUF_SIZE, BURST,
 246                                 sizeof(struct rte_pktmbuf_pool_private),
 247                                 rte_pktmbuf_pool_init, NULL,
 248                                 rte_pktmbuf_init, NULL,
 249                                 rte_socket_id(), 0);
 250                 if (p == NULL) {
 251                         printf("Error creating mempool\n");
 252                         return -1;
 253                 }
 254         }
 255
 256         rte_eal_mp_remote_launch(handle_work, d, SKIP_MASTER);
 257         if (perf_test(d, p) < 0)
 258                 return -1;
 259         quit_workers(d, p);
 260
 261         return 0;
 262 }
 263
 264 static struct test_command distributor_perf_cmd = {
 265         .command = "distributor_perf_autotest",
 266         .callback = test_distributor_perf,
 267 };
 268 REGISTER_TEST_COMMAND(distributor_perf_cmd);
 269 #endif