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