app/test/test_mempool_perf.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2012 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  */
  34
  35 #include <string.h>
  36 #include <stdio.h>
  37 #include <stdlib.h>
  38 #include <stdint.h>
  39 #include <inttypes.h>
  40 #include <stdarg.h>
  41 #include <errno.h>
  42 #include <sys/queue.h>
  43
  44 #include <rte_common.h>
  45 #include <rte_log.h>
  46 #include <rte_debug.h>
  47 #include <rte_memory.h>
  48 #include <rte_memzone.h>
  49 #include <rte_launch.h>
  50 #include <rte_cycles.h>
  51 #include <rte_tailq.h>
  52 #include <rte_eal.h>
  53 #include <rte_per_lcore.h>
  54 #include <rte_lcore.h>
  55 #include <rte_atomic.h>
  56 #include <rte_branch_prediction.h>
  57 #include <rte_ring.h>
  58 #include <rte_mempool.h>
  59 #include <rte_spinlock.h>
  60 #include <rte_malloc.h>
  61
  62 #include <cmdline_parse.h>
  63
  64 #include "test.h"
  65
  66 /*
  67  * Mempool performance
  68  * =======
  69  *
  70  *    Each core get *n_keep* objects per bulk of *n_get_bulk*. Then,
  71  *    objects are put back in the pool per bulk of *n_put_bulk*.
  72  *
  73  *    This sequence is done during TIME_S seconds.
  74  *
  75  *    This test is done on the following configurations:
  76  *
  77  *    - Cores configuration (*cores*)
  78  *
  79  *      - One core with cache
  80  *      - Two cores with cache
  81  *      - Max. cores with cache
  82  *      - One core without cache
  83  *      - Two cores without cache
  84  *      - Max. cores without cache
  85  *
  86  *    - Bulk size (*n_get_bulk*, *n_put_bulk*)
  87  *
  88  *      - Bulk get from 1 to 32
  89  *      - Bulk put from 1 to 32
  90  *
  91  *    - Number of kept objects (*n_keep*)
  92  *
  93  *      - 32
  94  *      - 128
  95  */
  96
  97 #define N 65536
  98 #define TIME_S 5
  99 #define MEMPOOL_ELT_SIZE 2048
 100 #define MAX_KEEP 128
 101 #define MEMPOOL_SIZE ((RTE_MAX_LCORE*(MAX_KEEP+RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE))-1)
 102
 103 static struct rte_mempool *mp;
 104 static struct rte_mempool *mp_cache, *mp_nocache;
 105
 106 static rte_atomic32_t synchro;
 107
 108 /* number of objects in one bulk operation (get or put) */
 109 static unsigned n_get_bulk;
 110 static unsigned n_put_bulk;
 111
 112 /* number of objects retrived from mempool before putting them back */
 113 static unsigned n_keep;
 114
 115 /* number of enqueues / dequeues */
 116 struct mempool_test_stats {
 117         unsigned enq_count;
 118 } __rte_cache_aligned;
 119
 120 static struct mempool_test_stats stats[RTE_MAX_LCORE];
 121
 122 /*
 123  * save the object number in the first 4 bytes of object data. All
 124  * other bytes are set to 0.
 125  */
 126 static void
 127 my_obj_init(struct rte_mempool *mp, __attribute__((unused)) void *arg,
 128             void *obj, unsigned i)
 129 {
 130         uint32_t *objnum = obj;
 131         memset(obj, 0, mp->elt_size);
 132         *objnum = i;
 133 }
 134
 135 static int
 136 per_lcore_mempool_test(__attribute__((unused)) void *arg)
 137 {
 138         void *obj_table[MAX_KEEP];
 139         unsigned i, idx;
 140         unsigned lcore_id = rte_lcore_id();
 141         int ret;
 142         uint64_t start_cycles, end_cycles;
 143         uint64_t time_diff = 0, hz = rte_get_hpet_hz();
 144
 145         /* n_get_bulk and n_put_bulk must be divisors of n_keep */
 146         if (((n_keep / n_get_bulk) * n_get_bulk) != n_keep)
 147                 return -1;
 148         if (((n_keep / n_put_bulk) * n_put_bulk) != n_keep)
 149                 return -1;
 150
 151         stats[lcore_id].enq_count = 0;
 152
 153         /* wait synchro for slaves */
 154         if (lcore_id != rte_get_master_lcore())
 155                 while (rte_atomic32_read(&synchro) == 0);
 156
 157         start_cycles = rte_get_hpet_cycles();
 158
 159         while (time_diff/hz < TIME_S) {
 160                 for (i = 0; likely(i < (N/n_keep)); i++) {
 161                         /* get n_keep objects by bulk of n_bulk */
 162                         idx = 0;
 163                         while (idx < n_keep) {
 164                                 ret = rte_mempool_get_bulk(mp, &obj_table[idx],
 165                                                            n_get_bulk);
 166                                 if (unlikely(ret < 0)) {
 167                                         rte_mempool_dump(mp);
 168                                         rte_ring_dump(mp->ring);
 169                                         /* in this case, objects are lost... */
 170                                         return -1;
 171                                 }
 172                                 idx += n_get_bulk;
 173                         }
 174
 175                         /* put the objects back */
 176                         idx = 0;
 177                         while (idx < n_keep) {
 178                                 rte_mempool_put_bulk(mp, &obj_table[idx],
 179                                                      n_put_bulk);
 180                                 idx += n_put_bulk;
 181                         }
 182                 }
 183                 end_cycles = rte_get_hpet_cycles();
 184                 time_diff = end_cycles - start_cycles;
 185                 stats[lcore_id].enq_count += N;
 186         }
 187
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 /* launch all the per-lcore test, and display the result */
 192 static int
 193 launch_cores(unsigned cores)
 194 {
 195         unsigned lcore_id;
 196         unsigned rate;
 197         int ret;
 198         unsigned cores_save = cores;
 199
 200         rte_atomic32_set(&synchro, 0);
 201
 202         /* reset stats */
 203         memset(stats, 0, sizeof(stats));
 204
 205         printf("mempool_autotest cache=%u cores=%u n_get_bulk=%u "
 206                "n_put_bulk=%u n_keep=%u ",
 207                (unsigned) mp->cache_size, cores, n_get_bulk, n_put_bulk, n_keep);
 208
 209         if (rte_mempool_count(mp) != MEMPOOL_SIZE) {
 210                 printf("mempool is not full\n");
 211                 return -1;
 212         }
 213
 214         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore_id) {
 215                 if (cores == 1)
 216                         break;
 217                 cores--;
 218                 rte_eal_remote_launch(per_lcore_mempool_test,
 219                                       NULL, lcore_id);
 220         }
 221
 222         /* start synchro and launch test on master */
 223         rte_atomic32_set(&synchro, 1);
 224
 225         ret = per_lcore_mempool_test(NULL);
 226
 227         cores = cores_save;
 228         RTE_LCORE_FOREACH_SLAVE(lcore_id) {
 229                 if (cores == 1)
 230                         break;
 231                 cores--;
 232                 if (rte_eal_wait_lcore(lcore_id) < 0)
 233                         ret = -1;
 234         }
 235
 236         if (ret < 0) {
 237                 printf("per-lcore test returned -1\n");
 238                 return -1;
 239         }
 240
 241         rate = 0;
 242         for (lcore_id = 0; lcore_id < RTE_MAX_LCORE; lcore_id++)
 243                 rate += (stats[lcore_id].enq_count / TIME_S);
 244
 245         printf("rate_persec=%u\n", rate);
 246
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 /* for a given number of core, launch all test cases */
 251 static int
 252 do_one_mempool_test(unsigned cores)
 253 {
 254         unsigned bulk_tab_get[] = { 1, 4, 32, 0 };
 255         unsigned bulk_tab_put[] = { 1, 4, 32, 0 };
 256         unsigned keep_tab[] = { 32, 128, 0 };
 257         unsigned *get_bulk_ptr;
 258         unsigned *put_bulk_ptr;
 259         unsigned *keep_ptr;
 260         int ret;
 261
 262         for (get_bulk_ptr = bulk_tab_get; *get_bulk_ptr; get_bulk_ptr++) {
 263                 for (put_bulk_ptr = bulk_tab_put; *put_bulk_ptr; put_bulk_ptr++) {
 264                         for (keep_ptr = keep_tab; *keep_ptr; keep_ptr++) {
 265
 266                                 n_get_bulk = *get_bulk_ptr;
 267                                 n_put_bulk = *put_bulk_ptr;
 268                                 n_keep = *keep_ptr;
 269                                 ret = launch_cores(cores);
 270
 271                                 if (ret < 0)
 272                                         return -1;
 273                         }
 274                 }
 275         }
 276         return 0;
 277 }
 278
 279 int
 280 test_mempool_perf(void)
 281 {
 282         rte_atomic32_init(&synchro);
 283
 284         /* create a mempool (without cache) */
 285         if (mp_nocache == NULL)
 286                 mp_nocache = rte_mempool_create("perf_test_nocache", MEMPOOL_SIZE,
 287                                                 MEMPOOL_ELT_SIZE, 0, 0,
 288                                                 NULL, NULL,
 289                                                 my_obj_init, NULL,
 290                                                 SOCKET_ID_ANY, 0);
 291         if (mp_nocache == NULL)
 292                 return -1;
 293
 294         /* create a mempool (with cache) */
 295         if (mp_cache == NULL)
 296                 mp_cache = rte_mempool_create("perf_test_cache", MEMPOOL_SIZE,
 297                                               MEMPOOL_ELT_SIZE,
 298                                               RTE_MEMPOOL_CACHE_MAX_SIZE, 0,
 299                                               NULL, NULL,
 300                                               my_obj_init, NULL,
 301                                               SOCKET_ID_ANY, 0);
 302         if (mp_cache == NULL)
 303                 return -1;
 304
 305         /* performance test with 1, 2 and max cores */
 306         printf("start performance test (without cache)\n");
 307         mp = mp_nocache;
 308
 309         if (do_one_mempool_test(1) < 0)
 310                 return -1;
 311
 312         if (do_one_mempool_test(2) < 0)
 313                 return -1;
 314
 315         if (do_one_mempool_test(rte_lcore_count()) < 0)
 316                 return -1;
 317
 318         /* performance test with 1, 2 and max cores */
 319         printf("start performance test (with cache)\n");
 320         mp = mp_cache;
 321
 322         if (do_one_mempool_test(1) < 0)
 323                 return -1;
 324
 325         if (do_one_mempool_test(2) < 0)
 326                 return -1;
 327
 328         if (do_one_mempool_test(rte_lcore_count()) < 0)
 329                 return -1;
 330
 331         rte_mempool_list_dump();
 332
 333         return 0;
 334 }