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