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