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