app/test/test_hash_perf.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2012 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
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <stdint.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <stdlib.h>
  39 #include <stdarg.h>
  40 #include <errno.h>
  41 #include <sys/queue.h>
  42
  43 #include <rte_common.h>
  44 #include <rte_lcore.h>
  45 #include <rte_malloc.h>
  46 #include <rte_cycles.h>
  47 #include <rte_random.h>
  48 #include <rte_memory.h>
  49 #include <rte_memzone.h>
  50 #include <rte_tailq.h>
  51 #include <rte_eal.h>
  52 #include <rte_ip.h>
  53 #include <rte_string_fns.h>
  54
  55 #include <rte_hash.h>
  56 #include <rte_fbk_hash.h>
  57 #include <rte_jhash.h>
  58
  59 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
  60 #include <rte_hash_crc.h>
  61 #endif
  62 #include <cmdline_parse.h>
  63
  64 #include "test.h"
  65
  66 #ifdef RTE_LIBRTE_HASH
  67
  68 /* Types of hash table performance test that can be performed */
  69 enum hash_test_t {
  70         ADD_ON_EMPTY,           /*< Add keys to empty table */
  71         DELETE_ON_EMPTY,        /*< Attempt to delete keys from empty table */
  72         LOOKUP_ON_EMPTY,        /*< Attempt to find keys in an empty table */
  73         ADD_UPDATE,             /*< Add/update keys in a full table */
  74         DELETE,                 /*< Delete keys from a full table */
  75         LOOKUP                  /*< Find keys in a full table */
  76 };
  77
  78 /* Function type for hash table operations. */
  79 typedef int32_t (*hash_operation)(const struct rte_hash *h, const void *key);
  80
  81 /* Structure to hold parameters used to run a hash table performance test */
  82 struct tbl_perf_test_params {
  83         enum hash_test_t test_type;
  84         uint32_t num_iterations;
  85         uint32_t entries;
  86         uint32_t bucket_entries;
  87         uint32_t key_len;
  88         rte_hash_function hash_func;
  89         uint32_t hash_func_init_val;
  90 };
  91
  92 #define ITERATIONS 10000
  93 #define LOCAL_FBK_HASH_ENTRIES_MAX (1 << 15)
  94
  95 /*******************************************************************************
  96  * Hash function performance test configuration section. Each performance test
  97  * will be performed HASHTEST_ITERATIONS times.
  98  *
  99  * The five arrays below control what tests are performed. Every combination
 100  * from the array entries is tested.
 101  */
 102 #define HASHTEST_ITERATIONS 1000000
 103
 104 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 105 static rte_hash_function hashtest_funcs[] = {rte_jhash, rte_hash_crc};
 106 #else
 107 static rte_hash_function hashtest_funcs[] = {rte_jhash};
 108 #endif
 109 static uint32_t hashtest_initvals[] = {0};
 110 static uint32_t hashtest_key_lens[] = {2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 15, 16, 21, 31, 32, 33, 63, 64};
 111 /******************************************************************************/
 112
 113 /*******************************************************************************
 114  * Hash table performance test configuration section.
 115  */
 116 struct tbl_perf_test_params tbl_perf_params[] =
 117 {
 118 /* Small table, add */
 119 /*  Test type | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |     HashFunc | InitVal */
 120 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      16,     rte_jhash,  0},
 121 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      16,     rte_jhash,  0},
 122 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      16,     rte_jhash,  0},
 123 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      16,     rte_jhash,  0},
 124 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      16,     rte_jhash,  0},
 125 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      32,     rte_jhash,  0},
 126 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      32,     rte_jhash,  0},
 127 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      32,     rte_jhash,  0},
 128 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      32,     rte_jhash,  0},
 129 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      32,     rte_jhash,  0},
 130 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      48,     rte_jhash,  0},
 131 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      48,     rte_jhash,  0},
 132 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      48,     rte_jhash,  0},
 133 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      48,     rte_jhash,  0},
 134 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      48,     rte_jhash,  0},
 135 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      64,     rte_jhash,  0},
 136 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      64,     rte_jhash,  0},
 137 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      64,     rte_jhash,  0},
 138 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      64,     rte_jhash,  0},
 139 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      64,     rte_jhash,  0},
 140 /* Small table, update */
 141 /*  Test type | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |     HashFunc | InitVal */
 142 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      16,     rte_jhash,  0},
 143 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      16,     rte_jhash,  0},
 144 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      16,     rte_jhash,  0},
 145 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      16,     rte_jhash,  0},
 146 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      16,     rte_jhash,  0},
 147 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      32,     rte_jhash,  0},
 148 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      32,     rte_jhash,  0},
 149 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      32,     rte_jhash,  0},
 150 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      32,     rte_jhash,  0},
 151 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      32,     rte_jhash,  0},
 152 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      48,     rte_jhash,  0},
 153 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      48,     rte_jhash,  0},
 154 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      48,     rte_jhash,  0},
 155 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      48,     rte_jhash,  0},
 156 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      48,     rte_jhash,  0},
 157 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      64,     rte_jhash,  0},
 158 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      64,     rte_jhash,  0},
 159 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      64,     rte_jhash,  0},
 160 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      64,     rte_jhash,  0},
 161 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      64,     rte_jhash,  0},
 162 /* Small table, lookup */
 163 /*  Test type | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |     HashFunc | InitVal */
 164 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      16,     rte_jhash,  0},
 165 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      16,     rte_jhash,  0},
 166 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      16,     rte_jhash,  0},
 167 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      16,     rte_jhash,  0},
 168 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      16,     rte_jhash,  0},
 169 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      32,     rte_jhash,  0},
 170 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      32,     rte_jhash,  0},
 171 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      32,     rte_jhash,  0},
 172 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      32,     rte_jhash,  0},
 173 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      32,     rte_jhash,  0},
 174 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      48,     rte_jhash,  0},
 175 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      48,     rte_jhash,  0},
 176 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      48,     rte_jhash,  0},
 177 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      48,     rte_jhash,  0},
 178 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      48,     rte_jhash,  0},
 179 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      64,     rte_jhash,  0},
 180 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      64,     rte_jhash,  0},
 181 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      64,     rte_jhash,  0},
 182 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      64,     rte_jhash,  0},
 183 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      64,     rte_jhash,  0},
 184 /* Big table, add */
 185 /* Test type  | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 186 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      16,    rte_jhash,   0},
 187 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      16,    rte_jhash,   0},
 188 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      16,    rte_jhash,   0},
 189 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      16,    rte_jhash,   0},
 190 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      16,    rte_jhash,   0},
 191 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      32,    rte_jhash,   0},
 192 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      32,    rte_jhash,   0},
 193 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      32,    rte_jhash,   0},
 194 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      32,    rte_jhash,   0},
 195 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      32,    rte_jhash,   0},
 196 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      48,    rte_jhash,   0},
 197 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      48,    rte_jhash,   0},
 198 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      48,    rte_jhash,   0},
 199 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      48,    rte_jhash,   0},
 200 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      48,    rte_jhash,   0},
 201 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      64,    rte_jhash,   0},
 202 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      64,    rte_jhash,   0},
 203 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      64,    rte_jhash,   0},
 204 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      64,    rte_jhash,   0},
 205 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      64,    rte_jhash,   0},
 206 /* Big table, update */
 207 /* Test type  | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 208 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      16,    rte_jhash,   0},
 209 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      16,    rte_jhash,   0},
 210 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      16,    rte_jhash,   0},
 211 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      16,    rte_jhash,   0},
 212 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      16,    rte_jhash,   0},
 213 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      32,    rte_jhash,   0},
 214 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      32,    rte_jhash,   0},
 215 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      32,    rte_jhash,   0},
 216 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      32,    rte_jhash,   0},
 217 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      32,    rte_jhash,   0},
 218 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      48,    rte_jhash,   0},
 219 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      48,    rte_jhash,   0},
 220 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      48,    rte_jhash,   0},
 221 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      48,    rte_jhash,   0},
 222 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      48,    rte_jhash,   0},
 223 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      64,    rte_jhash,   0},
 224 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      64,    rte_jhash,   0},
 225 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      64,    rte_jhash,   0},
 226 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      64,    rte_jhash,   0},
 227 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      64,    rte_jhash,   0},
 228 /* Big table, lookup */
 229 /* Test type  | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 230 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      16,    rte_jhash,   0},
 231 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      16,    rte_jhash,   0},
 232 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      16,    rte_jhash,   0},
 233 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      16,    rte_jhash,   0},
 234 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      16,    rte_jhash,   0},
 235 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      32,    rte_jhash,   0},
 236 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      32,    rte_jhash,   0},
 237 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      32,    rte_jhash,   0},
 238 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      32,    rte_jhash,   0},
 239 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      32,    rte_jhash,   0},
 240 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      48,    rte_jhash,   0},
 241 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      48,    rte_jhash,   0},
 242 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      48,    rte_jhash,   0},
 243 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      48,    rte_jhash,   0},
 244 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      48,    rte_jhash,   0},
 245 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      64,    rte_jhash,   0},
 246 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      64,    rte_jhash,   0},
 247 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      64,    rte_jhash,   0},
 248 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      64,    rte_jhash,   0},
 249 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      64,    rte_jhash,   0},
 250 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 251 /* Small table, add */
 252 /*  Test type | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 253 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      16, rte_hash_crc,   0},
 254 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      16, rte_hash_crc,   0},
 255 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      16, rte_hash_crc,   0},
 256 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      16, rte_hash_crc,   0},
 257 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      16, rte_hash_crc,   0},
 258 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      32, rte_hash_crc,   0},
 259 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      32, rte_hash_crc,   0},
 260 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      32, rte_hash_crc,   0},
 261 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      32, rte_hash_crc,   0},
 262 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      32, rte_hash_crc,   0},
 263 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      48, rte_hash_crc,   0},
 264 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      48, rte_hash_crc,   0},
 265 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      48, rte_hash_crc,   0},
 266 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      48, rte_hash_crc,   0},
 267 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      48, rte_hash_crc,   0},
 268 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           1,      64, rte_hash_crc,   0},
 269 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           2,      64, rte_hash_crc,   0},
 270 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           4,      64, rte_hash_crc,   0},
 271 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,           8,      64, rte_hash_crc,   0},
 272 { ADD_ON_EMPTY,        1024,     1024,          16,      64, rte_hash_crc,   0},
 273 /* Small table, update */
 274 /*  Test type | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 275 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      16, rte_hash_crc,   0},
 276 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      16, rte_hash_crc,   0},
 277 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      16, rte_hash_crc,   0},
 278 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      16, rte_hash_crc,   0},
 279 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      16, rte_hash_crc,   0},
 280 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      32, rte_hash_crc,   0},
 281 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      32, rte_hash_crc,   0},
 282 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      32, rte_hash_crc,   0},
 283 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      32, rte_hash_crc,   0},
 284 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      32, rte_hash_crc,   0},
 285 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      48, rte_hash_crc,   0},
 286 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      48, rte_hash_crc,   0},
 287 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      48, rte_hash_crc,   0},
 288 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      48, rte_hash_crc,   0},
 289 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      48, rte_hash_crc,   0},
 290 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           1,      64, rte_hash_crc,   0},
 291 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           2,      64, rte_hash_crc,   0},
 292 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           4,      64, rte_hash_crc,   0},
 293 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,           8,      64, rte_hash_crc,   0},
 294 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,     1024,          16,      64, rte_hash_crc,   0},
 295 /* Small table, lookup */
 296 /*  Test type | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 297 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      16, rte_hash_crc,   0},
 298 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      16, rte_hash_crc,   0},
 299 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      16, rte_hash_crc,   0},
 300 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      16, rte_hash_crc,   0},
 301 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      16, rte_hash_crc,   0},
 302 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      32, rte_hash_crc,   0},
 303 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      32, rte_hash_crc,   0},
 304 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      32, rte_hash_crc,   0},
 305 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      32, rte_hash_crc,   0},
 306 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      32, rte_hash_crc,   0},
 307 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      48, rte_hash_crc,   0},
 308 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      48, rte_hash_crc,   0},
 309 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      48, rte_hash_crc,   0},
 310 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      48, rte_hash_crc,   0},
 311 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      48, rte_hash_crc,   0},
 312 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           1,      64, rte_hash_crc,   0},
 313 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           2,      64, rte_hash_crc,   0},
 314 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           4,      64, rte_hash_crc,   0},
 315 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,           8,      64, rte_hash_crc,   0},
 316 {       LOOKUP,  ITERATIONS,     1024,          16,      64, rte_hash_crc,   0},
 317 /* Big table, add */
 318 /* Test type  | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen |    HashFunc | InitVal */
 319 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      16, rte_hash_crc,   0},
 320 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      16, rte_hash_crc,   0},
 321 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      16, rte_hash_crc,   0},
 322 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      16, rte_hash_crc,   0},
 323 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      16, rte_hash_crc,   0},
 324 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      32, rte_hash_crc,   0},
 325 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      32, rte_hash_crc,   0},
 326 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      32, rte_hash_crc,   0},
 327 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      32, rte_hash_crc,   0},
 328 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      32, rte_hash_crc,   0},
 329 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      48, rte_hash_crc,   0},
 330 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      48, rte_hash_crc,   0},
 331 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      48, rte_hash_crc,   0},
 332 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      48, rte_hash_crc,   0},
 333 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      48, rte_hash_crc,   0},
 334 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           1,      64, rte_hash_crc,   0},
 335 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           2,      64, rte_hash_crc,   0},
 336 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           4,      64, rte_hash_crc,   0},
 337 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,           8,      64, rte_hash_crc,   0},
 338 { ADD_ON_EMPTY,     1048576,  1048576,          16,      64, rte_hash_crc,   0},
 339 /* Big table, update */
 340 /* Test type  | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen | HashFunc | InitVal */
 341 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      16, rte_hash_crc,   0},
 342 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      16, rte_hash_crc,   0},
 343 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      16, rte_hash_crc,   0},
 344 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      16, rte_hash_crc,   0},
 345 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      16, rte_hash_crc,   0},
 346 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      32, rte_hash_crc,   0},
 347 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      32, rte_hash_crc,   0},
 348 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      32, rte_hash_crc,   0},
 349 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      32, rte_hash_crc,   0},
 350 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      32, rte_hash_crc,   0},
 351 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      48, rte_hash_crc,   0},
 352 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      48, rte_hash_crc,   0},
 353 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      48, rte_hash_crc,   0},
 354 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      48, rte_hash_crc,   0},
 355 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      48, rte_hash_crc,   0},
 356 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           1,      64, rte_hash_crc,   0},
 357 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           2,      64, rte_hash_crc,   0},
 358 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           4,      64, rte_hash_crc,   0},
 359 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,           8,      64, rte_hash_crc,   0},
 360 {   ADD_UPDATE,  ITERATIONS,  1048576,          16,      64, rte_hash_crc,   0},
 361 /* Big table, lookup */
 362 /* Test type  | Iterations | Entries | BucketSize | KeyLen | HashFunc | InitVal */
 363 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      16, rte_hash_crc,   0},
 364 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      16, rte_hash_crc,   0},
 365 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      16, rte_hash_crc,   0},
 366 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      16, rte_hash_crc,   0},
 367 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      16, rte_hash_crc,   0},
 368 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      32, rte_hash_crc,   0},
 369 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      32, rte_hash_crc,   0},
 370 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      32, rte_hash_crc,   0},
 371 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      32, rte_hash_crc,   0},
 372 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      32, rte_hash_crc,   0},
 373 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      48, rte_hash_crc,   0},
 374 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      48, rte_hash_crc,   0},
 375 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      48, rte_hash_crc,   0},
 376 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      48, rte_hash_crc,   0},
 377 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      48, rte_hash_crc,   0},
 378 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           1,      64, rte_hash_crc,   0},
 379 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           2,      64, rte_hash_crc,   0},
 380 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           4,      64, rte_hash_crc,   0},
 381 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,           8,      64, rte_hash_crc,   0},
 382 {       LOOKUP,  ITERATIONS,  1048576,          16,      64, rte_hash_crc,   0},
 383 #endif
 384 };
 385
 386 /******************************************************************************/
 387
 388 /*
 389  * Check condition and return an error if true. Assumes that "handle" is the
 390  * name of the hash structure pointer to be freed.
 391  */
 392 #define RETURN_IF_ERROR(cond, str, ...) do {                            \
 393         if (cond) {                                                     \
 394                 printf("ERROR line %d: " str "\n", __LINE__, ##__VA_ARGS__); \
 395                 if (handle) rte_hash_free(handle);                      \
 396                 return -1;                                              \
 397         }                                                               \
 398 } while(0)
 399
 400 #define RETURN_IF_ERROR_FBK(cond, str, ...) do {                                \
 401         if (cond) {                                                     \
 402                 printf("ERROR line %d: " str "\n", __LINE__, ##__VA_ARGS__); \
 403                 if (handle) rte_fbk_hash_free(handle);                  \
 404                 return -1;                                              \
 405         }                                                               \
 406 } while(0)
 407
 408 /*
 409  * Find average of array of numbers.
 410  */
 411 static double
 412 get_avg(const uint32_t *array, uint32_t size)
 413 {
 414         double sum = 0;
 415         unsigned i;
 416         for (i = 0; i < size; i++)
 417                 sum += array[i];
 418         return sum / (double)size;
 419 }
 420
 421 /*
 422  * To help print out name of hash functions.
 423  */
 424 static const char *get_hash_name(rte_hash_function f)
 425 {
 426         if (f == rte_jhash)
 427                 return "jhash";
 428
 429 #ifdef RTE_MACHINE_CPUFLAG_SSE4_2
 430         if (f == rte_hash_crc)
 431                 return "rte_hash_crc";
 432 #endif
 433
 434         return "UnknownHash";
 435 }
 436
 437 /*
 438  * Do a single performance test, of one type of operation.
 439  *
 440  * @param h
 441  *   hash table to run test on
 442  * @param func
 443  *   function to call (add, delete or lookup function)
 444  * @param avg_occupancy
 445  *   The average number of entries in each bucket of the hash table
 446  * @param invalid_pos_count
 447  *   The amount of errors (e.g. due to a full bucket).
 448  * @return
 449  *   The average number of ticks per hash function call. A negative number
 450  *   signifies failure.
 451  */
 452 static double
 453 run_single_tbl_perf_test(const struct rte_hash *h, hash_operation func,
 454                 const struct tbl_perf_test_params *params, double *avg_occupancy,
 455                 uint32_t *invalid_pos_count)
 456 {
 457         uint64_t begin, end, ticks = 0;
 458         uint8_t *key = NULL;
 459         uint32_t *bucket_occupancies = NULL;
 460         uint32_t num_buckets, i, j;
 461         int32_t pos;
 462
 463         /* Initialise */
 464         num_buckets = params->entries / params->bucket_entries;
 465         key = (uint8_t *) rte_zmalloc("hash key",
 466                         params->key_len * sizeof(uint8_t), 16);
 467         if (key == NULL)
 468                 return -1;
 469
 470         bucket_occupancies = (uint32_t *) rte_zmalloc("bucket occupancies",
 471                         num_buckets * sizeof(uint32_t), 16);
 472         if (bucket_occupancies == NULL) {
 473                 rte_free(key);
 474                 return -1;
 475         }
 476
 477         ticks = 0;
 478         *invalid_pos_count = 0;
 479
 480         for (i = 0; i < params->num_iterations; i++) {
 481                 /* Prepare inputs for the current iteration */
 482                 for (j = 0; j < params->key_len; j++)
 483                         key[j] = (uint8_t) rte_rand();
 484
 485                 /* Perform operation, and measure time it takes */
 486                 begin = rte_rdtsc();
 487                 pos = func(h, key);
 488                 end = rte_rdtsc();
 489                 ticks += end - begin;
 490
 491                 /* Other work per iteration */
 492                 if (pos < 0)
 493                         *invalid_pos_count += 1;
 494                 else
 495                         bucket_occupancies[pos / params->bucket_entries]++;
 496         }
 497         *avg_occupancy = get_avg(bucket_occupancies, num_buckets);
 498
 499         rte_free(bucket_occupancies);
 500         rte_free(key);
 501
 502         return (double)ticks / params->num_iterations;
 503 }
 504
 505 /*
 506  * To help print out what tests are being done.
 507  */
 508 static const char *
 509 get_tbl_perf_test_desc(enum hash_test_t type)
 510 {
 511         switch (type){
 512         case ADD_ON_EMPTY: return "Add on Empty";
 513         case DELETE_ON_EMPTY: return "Delete on Empty";
 514         case LOOKUP_ON_EMPTY: return "Lookup on Empty";
 515         case ADD_UPDATE: return "Add Update";
 516         case DELETE: return "Delete";
 517         case LOOKUP: return "Lookup";
 518         default: return "UNKNOWN";
 519         }
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Run a hash table performance test based on params.
 524  */
 525 static int
 526 run_tbl_perf_test(struct tbl_perf_test_params *params)
 527 {
 528         static unsigned calledCount = 5;
 529         struct rte_hash_parameters hash_params = {
 530                 .entries = params->entries,
 531                 .bucket_entries = params->bucket_entries,
 532                 .key_len = params->key_len,
 533                 .hash_func = params->hash_func,
 534                 .hash_func_init_val = params->hash_func_init_val,
 535                 .socket_id = rte_socket_id(),
 536         };
 537         struct rte_hash *handle;
 538         double avg_occupancy = 0, ticks = 0;
 539         uint32_t num_iterations, invalid_pos;
 540         char name[RTE_HASH_NAMESIZE];
 541         char hashname[RTE_HASH_NAMESIZE];
 542
 543         rte_snprintf(name, 32, "test%u", calledCount++);
 544         hash_params.name = name;
 545
 546         handle = rte_hash_create(&hash_params);
 547         RETURN_IF_ERROR(handle == NULL, "hash creation failed");
 548
 549         switch (params->test_type){
 550         case ADD_ON_EMPTY:
 551                 ticks = run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_add_key,
 552                                 params, &avg_occupancy, &invalid_pos);
 553                 break;
 554         case DELETE_ON_EMPTY:
 555                 ticks = run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_del_key,
 556                                 params, &avg_occupancy, &invalid_pos);
 557                 break;
 558         case LOOKUP_ON_EMPTY:
 559                 ticks = run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_lookup,
 560                                 params, &avg_occupancy, &invalid_pos);
 561                 break;
 562         case ADD_UPDATE:
 563                 num_iterations = params->num_iterations;
 564                 params->num_iterations = params->entries;
 565                 run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_add_key, params,
 566                                 &avg_occupancy, &invalid_pos);
 567                 params->num_iterations = num_iterations;
 568                 ticks = run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_add_key,
 569                                 params, &avg_occupancy, &invalid_pos);
 570                 break;
 571         case DELETE:
 572                 num_iterations = params->num_iterations;
 573                 params->num_iterations = params->entries;
 574                 run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_add_key, params,
 575                                 &avg_occupancy, &invalid_pos);
 576
 577                 params->num_iterations = num_iterations;
 578                 ticks = run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_del_key,
 579                                 params, &avg_occupancy, &invalid_pos);
 580                 break;
 581         case LOOKUP:
 582                 num_iterations = params->num_iterations;
 583                 params->num_iterations = params->entries;
 584                 run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_add_key, params,
 585                                 &avg_occupancy, &invalid_pos);
 586
 587                 params->num_iterations = num_iterations;
 588                 ticks = run_single_tbl_perf_test(handle, rte_hash_lookup,
 589                                 params, &avg_occupancy, &invalid_pos);
 590                 break;
 591         default: return -1;
 592         }
 593
 594         rte_snprintf(hashname, RTE_HASH_NAMESIZE, "%s", get_hash_name(params->hash_func));
 595
 596         printf("%-12s, %-15s, %-16u, %-7u, %-18u, %-8u, %-19.2f, %.2f\n",
 597                 hashname,
 598                 get_tbl_perf_test_desc(params->test_type),
 599                 (unsigned) params->key_len,
 600                 (unsigned) params->entries,
 601                 (unsigned) params->bucket_entries,
 602                 (unsigned) invalid_pos,
 603                 avg_occupancy,
 604                 ticks
 605         );
 606
 607         /* Free */
 608         rte_hash_free(handle);
 609         return 0;
 610 }
 611
 612 /*
 613  * Run all hash table performance tests.
 614  */
 615 static int run_all_tbl_perf_tests(void)
 616 {
 617         unsigned i;
 618
 619         printf(" *** Hash table performance test results ***\n");
 620         printf("Hash Func.  , Operation      , Key size (bytes), Entries, "
 621                "Entries per bucket, Errors  , Avg. bucket entries, Ticks/Op.\n");
 622
 623         /* Loop through every combination of test parameters */
 624         for (i = 0;
 625              i < sizeof(tbl_perf_params) / sizeof(struct tbl_perf_test_params);
 626              i++) {
 627
 628                 /* Perform test */
 629                 if (run_tbl_perf_test(&tbl_perf_params[i]) < 0)
 630                         return -1;
 631         }
 632         return 0;
 633 }
 634
 635 /*
 636  * Test a hash function.
 637  */
 638 static void run_hash_func_test(rte_hash_function f, uint32_t init_val,
 639                 uint32_t key_len)
 640 {
 641         static uint8_t key[RTE_HASH_KEY_LENGTH_MAX];
 642         uint64_t ticks = 0, start, end;
 643         unsigned i, j;
 644
 645         for (i = 0; i < HASHTEST_ITERATIONS; i++) {
 646
 647                 for (j = 0; j < key_len; j++)
 648                         key[j] = (uint8_t) rte_rand();
 649
 650                 start = rte_rdtsc();
 651                 f(key, key_len, init_val);
 652                 end = rte_rdtsc();
 653                 ticks += end - start;
 654         }
 655
 656         printf("%-12s, %-18u, %-13u, %.02f\n", get_hash_name(f), (unsigned) key_len,
 657                         (unsigned) init_val, (double)ticks / HASHTEST_ITERATIONS);
 658 }
 659
 660 /*
 661  * Test all hash functions.
 662  */
 663 static void run_hash_func_tests(void)
 664 {
 665         unsigned i, j, k;
 666
 667         printf("\n\n *** Hash function performance test results ***\n");
 668         printf(" Number of iterations for each test = %d\n",
 669                         HASHTEST_ITERATIONS);
 670         printf("Hash Func.  , Key Length (bytes), Initial value, Ticks/Op.\n");
 671
 672         for (i = 0;
 673              i < sizeof(hashtest_funcs) / sizeof(rte_hash_function);
 674              i++) {
 675                 for (j = 0;
 676                      j < sizeof(hashtest_initvals) / sizeof(uint32_t);
 677                      j++) {
 678                         for (k = 0;
 679                              k < sizeof(hashtest_key_lens) / sizeof(uint32_t);
 680                              k++) {
 681                                 run_hash_func_test(hashtest_funcs[i],
 682                                                 hashtest_initvals[j],
 683                                                 hashtest_key_lens[k]);
 684                         }
 685                 }
 686         }
 687 }
 688
 689 /* Control operation of performance testing of fbk hash. */
 690 #define LOAD_FACTOR 0.667       /* How full to make the hash table. */
 691 #define TEST_SIZE 1000000       /* How many operations to time. */
 692 #define TEST_ITERATIONS 30      /* How many measurements to take. */
 693 #define ENTRIES (1 << 15)       /* How many entries. */
 694
 695 static int
 696 fbk_hash_perf_test(void)
 697 {
 698         struct rte_fbk_hash_params params = {
 699                 .name = "fbk_hash_test",
 700                 .entries = ENTRIES,
 701                 .entries_per_bucket = 4,
 702                 .socket_id = rte_socket_id(),
 703         };
 704         struct rte_fbk_hash_table *handle;
 705         uint32_t keys[ENTRIES] = {0};
 706         unsigned indexes[TEST_SIZE];
 707         uint64_t lookup_time = 0;
 708         unsigned added = 0;
 709         unsigned value = 0;
 710         unsigned i, j;
 711
 712         handle = rte_fbk_hash_create(&params);
 713         RETURN_IF_ERROR_FBK(handle == NULL, "fbk hash creation failed");
 714
 715         /* Generate random keys and values. */
 716         for (i = 0; i < ENTRIES; i++) {
 717                 uint32_t key = (uint32_t)rte_rand();
 718                 key = ((uint64_t)key << 32) | (uint64_t)rte_rand();
 719                 uint16_t val = (uint16_t)rte_rand();
 720
 721                 if (rte_fbk_hash_add_key(handle, key, val) == 0) {
 722                         keys[added] = key;
 723                         added++;
 724                 }
 725                 if (added > (LOAD_FACTOR * ENTRIES)) {
 726                         break;
 727                 }
 728         }
 729
 730         for (i = 0; i < TEST_ITERATIONS; i++) {
 731                 uint64_t begin;
 732                 uint64_t end;
 733
 734                 /* Generate random indexes into keys[] array. */
 735                 for (j = 0; j < TEST_SIZE; j++) {
 736                         indexes[j] = rte_rand() % added;
 737                 }
 738
 739                 begin = rte_rdtsc();
 740                 /* Do lookups */
 741                 for (j = 0; j < TEST_SIZE; j++) {
 742                         value += rte_fbk_hash_lookup(handle, keys[indexes[j]]);
 743                 }
 744                 end = rte_rdtsc();
 745                 lookup_time += (double)(end - begin);
 746         }
 747
 748         printf("\n\n *** FBK Hash function performance test results ***\n");
 749         /*
 750          * The use of the 'value' variable ensures that the hash lookup is not
 751          * being optimised out by the compiler.
 752          */
 753         if (value != 0)
 754                 printf("Number of ticks per lookup = %g\n",
 755                         (double)lookup_time /
 756                         ((double)TEST_ITERATIONS * (double)TEST_SIZE));
 757
 758         rte_fbk_hash_free(handle);
 759
 760         return 0;
 761 }
 762
 763 /*
 764  * Do all unit and performance tests.
 765  */
 766 int test_hash_perf(void)
 767 {
 768         if (run_all_tbl_perf_tests() < 0)
 769                 return -1;
 770         run_hash_func_tests();
 771
 772         if (fbk_hash_perf_test() < 0)
 773                 return -1;
 774         return 0;
 775 }
 776 #else
 777
 778 int
 779 test_hash_perf(void)
 780 {
 781         printf("The Hash library is not included in this build\n");
 782         return 0;
 783 }
 784
 785 #endif