app/test/test_distributor_perf.c

   1 /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   2  * Copyright(c) 2010-2017 Intel Corporation
   3  */
   4
   5 #include "test.h"
   6
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <string.h>
   9 #include <rte_mempool.h>
  10 #include <rte_cycles.h>
  11 #include <rte_common.h>
  12 #include <rte_mbuf.h>
  13
  14 #ifdef RTE_EXEC_ENV_WINDOWS
  15 static int
  16 test_distributor_perf(void)
  17 {
  18         printf("distributor perf not supported on Windows, skipping test\n");
  19         return TEST_SKIPPED;
  20 }
  21
  22 #else
  23
  24 #include <rte_distributor.h>
  25 #include <rte_pause.h>
  26
  27 #define ITER_POWER_CL 25 /* log 2 of how many iterations  for Cache Line test */
  28 #define ITER_POWER 21 /* log 2 of how many iterations we do when timing. */
  29 #define BURST 64
  30 #define BIG_BATCH 1024
  31
  32 /* static vars - zero initialized by default */
  33 static volatile int quit;
  34 static volatile unsigned worker_idx;
  35
  36 struct worker_stats {
  37         volatile unsigned handled_packets;
  38 } __rte_cache_aligned;
  39 static struct worker_stats worker_stats[RTE_MAX_LCORE];
  40
  41 /*
  42  * worker thread used for testing the time to do a round-trip of a cache
  43  * line between two cores and back again
  44  */
  45 static int
  46 flip_bit(volatile uint64_t *arg)
  47 {
  48         uint64_t old_val = 0;
  49         while (old_val != 2) {
  50                 while (!*arg)
  51                         rte_pause();
  52                 old_val = *arg;
  53                 *arg = 0;
  54         }
  55         return 0;
  56 }
  57
  58 /*
  59  * test case to time the number of cycles to round-trip a cache line between
  60  * two cores and back again.
  61  */
  62 static void
  63 time_cache_line_switch(void)
  64 {
  65         /* allocate a full cache line for data, we use only first byte of it */
  66         uint64_t data[RTE_CACHE_LINE_SIZE*3 / sizeof(uint64_t)];
  67
  68         unsigned int i, workerid = rte_get_next_lcore(rte_lcore_id(), 0, 0);
  69         volatile uint64_t *pdata = &data[0];
  70         *pdata = 1;
  71         rte_eal_remote_launch((lcore_function_t *)flip_bit, &data[0], workerid);
  72         while (*pdata)
  73                 rte_pause();
  74
  75         const uint64_t start_time = rte_rdtsc();
  76         for (i = 0; i < (1 << ITER_POWER_CL); i++) {
  77                 while (*pdata)
  78                         rte_pause();
  79                 *pdata = 1;
  80         }
  81         const uint64_t end_time = rte_rdtsc();
  82
  83         while (*pdata)
  84                 rte_pause();
  85         *pdata = 2;
  86         rte_eal_wait_lcore(workerid);
  87         printf("==== Cache line switch test ===\n");
  88         printf("Time for %u iterations = %"PRIu64" ticks\n", (1<<ITER_POWER_CL),
  89                         end_time-start_time);
  90         printf("Ticks per iteration = %"PRIu64"\n\n",
  91                         (end_time-start_time) >> ITER_POWER_CL);
  92 }
  93
  94 /*
  95  * returns the total count of the number of packets handled by the worker
  96  * functions given below.
  97  */
  98 static unsigned
  99 total_packet_count(void)
 100 {
 101         unsigned i, count = 0;
 102         for (i = 0; i < worker_idx; i++)
 103                 count += worker_stats[i].handled_packets;
 104         return count;
 105 }
 106
 107 /* resets the packet counts for a new test */
 108 static void
 109 clear_packet_count(void)
 110 {
 111         memset(&worker_stats, 0, sizeof(worker_stats));
 112 }
 113
 114 /*
 115  * This is the basic worker function for performance tests.
 116  * it does nothing but return packets and count them.
 117  */
 118 static int
 119 handle_work(void *arg)
 120 {
 121         struct rte_distributor *d = arg;
 122         unsigned int num = 0;
 123         int i;
 124         unsigned int id = __atomic_fetch_add(&worker_idx, 1, __ATOMIC_RELAXED);
 125         struct rte_mbuf *buf[8] __rte_cache_aligned;
 126
 127         for (i = 0; i < 8; i++)
 128                 buf[i] = NULL;
 129
 130         num = rte_distributor_get_pkt(d, id, buf, buf, num);
 131         while (!quit) {
 132                 worker_stats[id].handled_packets += num;
 133                 num = rte_distributor_get_pkt(d, id, buf, buf, num);
 134         }
 135         worker_stats[id].handled_packets += num;
 136         rte_distributor_return_pkt(d, id, buf, num);
 137         return 0;
 138 }
 139
 140 /*
 141  * This basic performance test just repeatedly sends in 32 packets at a time
 142  * to the distributor and verifies at the end that we got them all in the worker
 143  * threads and finally how long per packet the processing took.
 144  */
 145 static inline int
 146 perf_test(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 147 {
 148         unsigned int i;
 149         uint64_t start, end;
 150         struct rte_mbuf *bufs[BURST];
 151
 152         clear_packet_count();
 153         if (rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, BURST) != 0) {
 154                 printf("Error getting mbufs from pool\n");
 155                 return -1;
 156         }
 157         /* ensure we have different hash value for each pkt */
 158         for (i = 0; i < BURST; i++)
 159                 bufs[i]->hash.usr = i;
 160
 161         start = rte_rdtsc();
 162         for (i = 0; i < (1<<ITER_POWER); i++)
 163                 rte_distributor_process(d, bufs, BURST);
 164         end = rte_rdtsc();
 165
 166         do {
 167                 usleep(100);
 168                 rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 169         } while (total_packet_count() < (BURST << ITER_POWER));
 170
 171         rte_distributor_clear_returns(d);
 172
 173         printf("Time per burst:  %"PRIu64"\n", (end - start) >> ITER_POWER);
 174         printf("Time per packet: %"PRIu64"\n\n",
 175                         ((end - start) >> ITER_POWER)/BURST);
 176         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, BURST);
 177
 178         for (i = 0; i < rte_lcore_count() - 1; i++)
 179                 printf("Worker %u handled %u packets\n", i,
 180                                 worker_stats[i].handled_packets);
 181         printf("Total packets: %u (%x)\n", total_packet_count(),
 182                         total_packet_count());
 183         printf("=== Perf test done ===\n\n");
 184
 185         return 0;
 186 }
 187
 188 /* Useful function which ensures that all worker functions terminate */
 189 static void
 190 quit_workers(struct rte_distributor *d, struct rte_mempool *p)
 191 {
 192         const unsigned int num_workers = rte_lcore_count() - 1;
 193         unsigned int i;
 194         struct rte_mbuf *bufs[RTE_MAX_LCORE];
 195
 196         rte_mempool_get_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 197
 198         quit = 1;
 199         for (i = 0; i < num_workers; i++) {
 200                 bufs[i]->hash.usr = i << 1;
 201                 rte_distributor_process(d, &bufs[i], 1);
 202         }
 203
 204         rte_mempool_put_bulk(p, (void *)bufs, num_workers);
 205
 206         rte_distributor_process(d, NULL, 0);
 207         rte_distributor_flush(d);
 208         rte_eal_mp_wait_lcore();
 209         quit = 0;
 210         worker_idx = 0;
 211 }
 212
 213 static int
 214 test_distributor_perf(void)
 215 {
 216         static struct rte_distributor *ds;
 217         static struct rte_distributor *db;
 218         static struct rte_mempool *p;
 219
 220         if (rte_lcore_count() < 2) {
 221                 printf("Not enough cores for distributor_perf_autotest, expecting at least 2\n");
 222                 return TEST_SKIPPED;
 223         }
 224
 225         /* first time how long it takes to round-trip a cache line */
 226         time_cache_line_switch();
 227
 228         if (ds == NULL) {
 229                 ds = rte_distributor_create("Test_perf", rte_socket_id(),
 230                                 rte_lcore_count() - 1,
 231                                 RTE_DIST_ALG_SINGLE);
 232                 if (ds == NULL) {
 233                         printf("Error creating distributor\n");
 234                         return -1;
 235                 }
 236         } else {
 237                 rte_distributor_clear_returns(ds);
 238         }
 239
 240         if (db == NULL) {
 241                 db = rte_distributor_create("Test_burst", rte_socket_id(),
 242                                 rte_lcore_count() - 1,
 243                                 RTE_DIST_ALG_BURST);
 244                 if (db == NULL) {
 245                         printf("Error creating burst distributor\n");
 246                         return -1;
 247                 }
 248         } else {
 249                 rte_distributor_clear_returns(db);
 250         }
 251
 252         const unsigned nb_bufs = (511 * rte_lcore_count()) < BIG_BATCH ?
 253                         (BIG_BATCH * 2) - 1 : (511 * rte_lcore_count());
 254         if (p == NULL) {
 255                 p = rte_pktmbuf_pool_create("DPT_MBUF_POOL", nb_bufs, BURST,
 256                         0, RTE_MBUF_DEFAULT_BUF_SIZE, rte_socket_id());
 257                 if (p == NULL) {
 258                         printf("Error creating mempool\n");
 259                         return -1;
 260                 }
 261         }
 262
 263         printf("=== Performance test of distributor (single mode) ===\n");
 264         rte_eal_mp_remote_launch(handle_work, ds, SKIP_MAIN);
 265         if (perf_test(ds, p) < 0)
 266                 return -1;
 267         quit_workers(ds, p);
 268
 269         printf("=== Performance test of distributor (burst mode) ===\n");
 270         rte_eal_mp_remote_launch(handle_work, db, SKIP_MAIN);
 271         if (perf_test(db, p) < 0)
 272                 return -1;
 273         quit_workers(db, p);
 274
 275         return 0;
 276 }
 277
 278 #endif /* !RTE_EXEC_ENV_WINDOWS */
 279
 280 REGISTER_TEST_COMMAND(distributor_perf_autotest, test_distributor_perf);