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 #include <unistd.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <rte_cycles.h>
  39 #include <rte_distributor.h>
  40
  41 #define ITER_POWER 20 /* log 2 of how many iterations we do when timing. */
  42 #define BURST 32
  43 #define BIG_BATCH 1024
  44
  45 /* static vars - zero initialized by default */
  46 static volatile int quit;
  47 static volatile unsigned worker_idx;
  48
  49 struct worker_stats {
  50         volatile unsigned handled_packets;
  51 } __rte_cache_aligned;
  52 struct worker_stats worker_stats[RTE_MAX_LCORE];
  53
  54 /* worker thread used for testing the time to do a round-trip of a cache
  55  * line between two cores and back again
  56  */
  57 static void
  58 flip_bit(volatile uint64_t *arg)
  59 {
  60         uint64_t old_val = 0;
  61         while (old_val != 2) {
  62                 while (!*arg)
  63                         rte_pause();
  64                 old_val = *arg;
  65                 *arg = 0;
  66         }
  67 }
  68
  69 /* test case to time the number of cycles to round-trip a cache line between
  70  * two cores and back again.
  71  */
  72 static void
  73 time_cache_line_switch(void)
  74 {
  75         /* allocate a full cache line for data, we use only first byte of it */
  76         uint64_t data[RTE_CACHE_LINE_SIZE*3 / sizeof(uint64_t)];
  77
  78         unsigned i, slaveid = rte_get_next_lcore(rte_lcore_id(), 0, 0);
  79         volatile uint64_t *pdata = &data[0];
  80         *pdata = 1;
  81         rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)flip_bit, &data[0], slaveid);
  82         while (*pdata)
  83                 rte_pause();
  84
  85         const uint64_t start_time = rte_rdtsc();
  86         for (i = 0; i < (1 << ITER_POWER); i++) {
  87                 while (*pdata)
  88                         rte_pause();
  89                 *pdata = 1;
  90         }
  91         const uint64_t end_time = rte_rdtsc();
  92
  93         while (*pdata)
  94                 rte_pause();
  95         *pdata = 2;
  96         rte_eal_wait_lcore(slaveid);
  97         printf("==== Cache line switch test ===\n");
  98         printf("Time for %u iterations = %"PRIu64" ticks\n", (1<<ITER_POWER),
  99                         end_time-start_time);
 100         printf("Ticks per iteration = %"PRIu64"\n\n",
 101                         (end_time-start_time) >> ITER_POWER);
 102 }
 103
 104 /* returns the total count of the number of packets handled by the worker
 105  * functions given below.
 106  */
 107 static unsigned
 108 total_packet_count(void)
 109 {
 110         unsigned i, count = 0;
 111         for (i = 0; i < worker_idx; i++)
 112                 count += worker_stats[i].handled_packets;
 113         return count;
 114 }
 115
 116 /* resets the packet counts for a new test */
 117 static void
 118 clear_packet_count(void)
 119 {
 120         memset(&worker_stats, 0, sizeof(worker_stats));
 121 }
 122
 123 /* this is the basic worker function for performance tests.
 124  * it does nothing but return packets and count them.
 125  */
 126 static int
 127 handle_work(void *arg)
 128 {
 129         struct rte_mbuf *pkt = NULL;
 130         struct rte_distributor *d = arg;
 131         unsigned count = 0;
 132         unsigned id = __sync_fetch_and_add(&worker_idx, 1);
 133
 134         pkt = rte_distributor_get_pkt(d, id, NULL);
 135         while (!quit) {
 136                 worker_stats[id].handled_packets++, count++;
 137                 pkt = rte_distributor_get_pkt(d, id, pkt);
 138         }
 139         worker_stats[id].handled_packets++, count++;
 140         rte_distributor_return_pkt(d, id, pkt);
 141         return 0;
 142 }
 143
 144 /* this basic performance test just repeatedly sends in 32 packets at a time
 145  * to the distributor and verifies at the end that we got them all in the worker
 146  * threads and finally how long per packet the processing took.
 147  */
 148 static inline int
 149 perf_test(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 150 {
 151         unsigned i;
 152         uint64_t start, end;
 153         struct rte_mbuf *bufs[BURST];
 154
 155         clear_packet_count();
 156         if (rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, BURST) != 0) {
 157                 printf("Error getting mbufs from pool\n");
 158                 return -1;
 159         }
 160         /* ensure we have different hash value for each pkt */
 161         for (i = 0; i < BURST; i++)
 162                 bufs[i]->hash.usr = i;
 163
 164         start = rte_rdtsc();
 165         for (i = 0; i < (1<<ITER_POWER); i++)
 166                 rte_distributor_process(d, bufs, BURST);
 167         end = rte_rdtsc();
 168
 169         do {
 170                 usleep(100);
 171                 rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 172         } while (total_packet_count() < (BURST << ITER_POWER));
 173
 174         printf("=== Performance test of distributor ===\n");
 175         printf("Time per burst:  %"PRIu64"\n", (end - start) >> ITER_POWER);
 176         printf("Time per packet: %"PRIu64"\n\n",
 177                         ((end - start) >> ITER_POWER)/BURST);
 178         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, BURST);
 179
 180         for (i = 0; i < rte_lcore_count() - 1; i++)
 181                 printf("Worker %u handled %u packets\n", i,
 182                                 worker_stats[i].handled_packets);
 183         printf("Total packets: %u (%x)\n", total_packet_count(),
 184                         total_packet_count());
 185         printf("=== Perf test done ===\n\n");
 186
 187         return 0;
 188 }
 189
 190 /* Useful function which ensures that all worker functions terminate */
 191 static void
 192 quit_workers(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 193 {
 194         const unsigned num_workers = rte_lcore_count() - 1;
 195         unsigned i;
 196         struct rte_mbuf *bufs[RTE_MAX_LCORE];
 197         rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 198
 199         quit = 1;
 200         for (i = 0; i < num_workers; i++)
 201                 bufs[i]->hash.usr = i << 1;
 202         rte_distributor_process(d, bufs, num_workers);
 203
 204         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 205
 206         rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 207         rte_eal_mp_wait_lcore();
 208         quit = 0;
 209         worker_idx = 0;
 210 }
 211
 212 #define MBUF_DATA_SIZE (2048 + RTE_PKTMBUF_HEADROOM)
 213
 214 static int
 215 test_distributor_perf(void)
 216 {
 217         static struct rte_distributor *d;
 218         static struct rte_mempool *p;
 219
 220         if (rte_lcore_count() < 2) {
 221                 printf("ERROR: not enough cores to test distributor\n");
 222                 return -1;
 223         }
 224
 225         /* first time how long it takes to round-trip a cache line */
 226         time_cache_line_switch();
 227
 228         if (d == NULL) {
 229                 d = rte_distributor_create("Test_perf", rte_socket_id(),
 230                                 rte_lcore_count() - 1);
 231                 if (d == NULL) {
 232                         printf("Error creating distributor\n");
 233                         return -1;
 234                 }
 235         } else {
 236                 rte_distributor_flush(d);
 237                 rte_distributor_clear_returns(d);
 238         }
 239
 240         const unsigned nb_bufs = (511 * rte_lcore_count()) < BIG_BATCH ?
 241                         (BIG_BATCH * 2) - 1 : (511 * rte_lcore_count());
 242         if (p == NULL) {
 243                 p = rte_pktmbuf_pool_create("DPT_MBUF_POOL", nb_bufs, BURST,
 244                         0, MBUF_DATA_SIZE, rte_socket_id());
 245                 if (p == NULL) {
 246                         printf("Error creating mempool\n");
 247                         return -1;
 248                 }
 249         }
 250
 251         rte_eal_mp_remote_launch(handle_work, d, SKIP_MASTER);
 252         if (perf_test(d, p) < 0)
 253                 return -1;
 254         quit_workers(d, p);
 255
 256         return 0;
 257 }
 258
 259 static struct test_command distributor_perf_cmd = {
 260         .command = "distributor_perf_autotest",
 261         .callback = test_distributor_perf,
 262 };
 263 REGISTER_TEST_COMMAND(distributor_perf_cmd);