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