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