Imported Upstream version 16.11
[deb_dpdk.git] / app / test / test_lpm_perf.c
index 58eb415..e7e1281 100644 (file)
 #include <stdio.h>
 #include <stdint.h>
 #include <stdlib.h>
+#include <math.h>
 
 #include <rte_cycles.h>
 #include <rte_random.h>
 #include <rte_branch_prediction.h>
+#include <rte_ip.h>
 #include <rte_lpm.h>
 
 #include "test.h"
-#include "test_lpm_routes.h"
 #include "test_xmmt_ops.h"
 
 #define TEST_LPM_ASSERT(cond) do {                                            \
 #define BATCH_SIZE (1 << 12)
 #define BULK_SIZE 32
 
+#define MAX_RULE_NUM (1200000)
+
+struct route_rule {
+       uint32_t ip;
+       uint8_t depth;
+};
+
+struct route_rule large_route_table[MAX_RULE_NUM];
+
+static uint32_t num_route_entries;
+#define NUM_ROUTE_ENTRIES num_route_entries
+
+enum {
+       IP_CLASS_A,
+       IP_CLASS_B,
+       IP_CLASS_C
+};
+
+/* struct route_rule_count defines the total number of rules in following a/b/c
+ * each item in a[]/b[]/c[] is the number of common IP address class A/B/C, not
+ * including the ones for private local network.
+ */
+struct route_rule_count {
+       uint32_t a[RTE_LPM_MAX_DEPTH];
+       uint32_t b[RTE_LPM_MAX_DEPTH];
+       uint32_t c[RTE_LPM_MAX_DEPTH];
+};
+
+/* All following numbers of each depth of each common IP class are just
+ * got from previous large constant table in app/test/test_lpm_routes.h .
+ * In order to match similar performance, they keep same depth and IP
+ * address coverage as previous constant table. These numbers don't
+ * include any private local IP address. As previous large const rule
+ * table was just dumped from a real router, there are no any IP address
+ * in class C or D.
+ */
+static struct route_rule_count rule_count = {
+       .a = { /* IP class A in which the most significant bit is 0 */
+                   0, /* depth =  1 */
+                   0, /* depth =  2 */
+                   1, /* depth =  3 */
+                   0, /* depth =  4 */
+                   2, /* depth =  5 */
+                   1, /* depth =  6 */
+                   3, /* depth =  7 */
+                 185, /* depth =  8 */
+                  26, /* depth =  9 */
+                  16, /* depth = 10 */
+                  39, /* depth = 11 */
+                 144, /* depth = 12 */
+                 233, /* depth = 13 */
+                 528, /* depth = 14 */
+                 866, /* depth = 15 */
+                3856, /* depth = 16 */
+                3268, /* depth = 17 */
+                5662, /* depth = 18 */
+               17301, /* depth = 19 */
+               22226, /* depth = 20 */
+               11147, /* depth = 21 */
+               16746, /* depth = 22 */
+               17120, /* depth = 23 */
+               77578, /* depth = 24 */
+                 401, /* depth = 25 */
+                 656, /* depth = 26 */
+                1107, /* depth = 27 */
+                1121, /* depth = 28 */
+                2316, /* depth = 29 */
+                 717, /* depth = 30 */
+                  10, /* depth = 31 */
+                  66  /* depth = 32 */
+       },
+       .b = { /* IP class A in which the most 2 significant bits are 10 */
+                   0, /* depth =  1 */
+                   0, /* depth =  2 */
+                   0, /* depth =  3 */
+                   0, /* depth =  4 */
+                   1, /* depth =  5 */
+                   1, /* depth =  6 */
+                   1, /* depth =  7 */
+                   3, /* depth =  8 */
+                   3, /* depth =  9 */
+                  30, /* depth = 10 */
+                  25, /* depth = 11 */
+                 168, /* depth = 12 */
+                 305, /* depth = 13 */
+                 569, /* depth = 14 */
+                1129, /* depth = 15 */
+               50800, /* depth = 16 */
+                1645, /* depth = 17 */
+                1820, /* depth = 18 */
+                3506, /* depth = 19 */
+                3258, /* depth = 20 */
+                3424, /* depth = 21 */
+                4971, /* depth = 22 */
+                6885, /* depth = 23 */
+               39771, /* depth = 24 */
+                 424, /* depth = 25 */
+                 170, /* depth = 26 */
+                 433, /* depth = 27 */
+                  92, /* depth = 28 */
+                 366, /* depth = 29 */
+                 377, /* depth = 30 */
+                   2, /* depth = 31 */
+                 200  /* depth = 32 */
+       },
+       .c = { /* IP class A in which the most 3 significant bits are 110 */
+                    0, /* depth =  1 */
+                    0, /* depth =  2 */
+                    0, /* depth =  3 */
+                    0, /* depth =  4 */
+                    0, /* depth =  5 */
+                    0, /* depth =  6 */
+                    0, /* depth =  7 */
+                   12, /* depth =  8 */
+                    8, /* depth =  9 */
+                    9, /* depth = 10 */
+                   33, /* depth = 11 */
+                   69, /* depth = 12 */
+                  237, /* depth = 13 */
+                 1007, /* depth = 14 */
+                 1717, /* depth = 15 */
+                14663, /* depth = 16 */
+                 8070, /* depth = 17 */
+                16185, /* depth = 18 */
+                48261, /* depth = 19 */
+                36870, /* depth = 20 */
+                33960, /* depth = 21 */
+                50638, /* depth = 22 */
+                61422, /* depth = 23 */
+               466549, /* depth = 24 */
+                 1829, /* depth = 25 */
+                 4824, /* depth = 26 */
+                 4927, /* depth = 27 */
+                 5914, /* depth = 28 */
+                10254, /* depth = 29 */
+                 4905, /* depth = 30 */
+                    1, /* depth = 31 */
+                  716  /* depth = 32 */
+       }
+};
+
+static void generate_random_rule_prefix(uint32_t ip_class, uint8_t depth)
+{
+/* IP address class A, the most significant bit is 0 */
+#define IP_HEAD_MASK_A                 0x00000000
+#define IP_HEAD_BIT_NUM_A              1
+
+/* IP address class B, the most significant 2 bits are 10 */
+#define IP_HEAD_MASK_B                 0x80000000
+#define IP_HEAD_BIT_NUM_B              2
+
+/* IP address class C, the most significant 3 bits are 110 */
+#define IP_HEAD_MASK_C                 0xC0000000
+#define IP_HEAD_BIT_NUM_C              3
+
+       uint32_t class_depth;
+       uint32_t range;
+       uint32_t mask;
+       uint32_t step;
+       uint32_t start;
+       uint32_t fixed_bit_num;
+       uint32_t ip_head_mask;
+       uint32_t rule_num;
+       uint32_t k;
+       struct route_rule *ptr_rule;
+
+       if (ip_class == IP_CLASS_A) {        /* IP Address class A */
+               fixed_bit_num = IP_HEAD_BIT_NUM_A;
+               ip_head_mask = IP_HEAD_MASK_A;
+               rule_num = rule_count.a[depth - 1];
+       } else if (ip_class == IP_CLASS_B) { /* IP Address class B */
+               fixed_bit_num = IP_HEAD_BIT_NUM_B;
+               ip_head_mask = IP_HEAD_MASK_B;
+               rule_num = rule_count.b[depth - 1];
+       } else {                             /* IP Address class C */
+               fixed_bit_num = IP_HEAD_BIT_NUM_C;
+               ip_head_mask = IP_HEAD_MASK_C;
+               rule_num = rule_count.c[depth - 1];
+       }
+
+       if (rule_num == 0)
+               return;
+
+       /* the number of rest bits which don't include the most significant
+        * fixed bits for this IP address class
+        */
+       class_depth = depth - fixed_bit_num;
+
+       /* range is the maximum number of rules for this depth and
+        * this IP address class
+        */
+       range = 1 << class_depth;
+
+       /* only mask the most depth significant generated bits
+        * except fixed bits for IP address class
+        */
+       mask = range - 1;
+
+       /* Widen coverage of IP address in generated rules */
+       if (range <= rule_num)
+               step = 1;
+       else
+               step = round((double)range / rule_num);
+
+       /* Only generate rest bits except the most significant
+        * fixed bits for IP address class
+        */
+       start = lrand48() & mask;
+       ptr_rule = &large_route_table[num_route_entries];
+       for (k = 0; k < rule_num; k++) {
+               ptr_rule->ip = (start << (RTE_LPM_MAX_DEPTH - depth))
+                       | ip_head_mask;
+               ptr_rule->depth = depth;
+               ptr_rule++;
+               start = (start + step) & mask;
+       }
+       num_route_entries += rule_num;
+}
+
+static void insert_rule_in_random_pos(uint32_t ip, uint8_t depth)
+{
+       uint32_t pos;
+       int try_count = 0;
+       struct route_rule tmp;
+
+       do {
+               pos = lrand48();
+               try_count++;
+       } while ((try_count < 10) && (pos > num_route_entries));
+
+       if ((pos > num_route_entries) || (pos >= MAX_RULE_NUM))
+               pos = num_route_entries >> 1;
+
+       tmp = large_route_table[pos];
+       large_route_table[pos].ip = ip;
+       large_route_table[pos].depth = depth;
+       if (num_route_entries < MAX_RULE_NUM)
+               large_route_table[num_route_entries++] = tmp;
+}
+
+static void generate_large_route_rule_table(void)
+{
+       uint32_t ip_class;
+       uint8_t  depth;
+
+       num_route_entries = 0;
+       memset(large_route_table, 0, sizeof(large_route_table));
+
+       for (ip_class = IP_CLASS_A; ip_class <= IP_CLASS_C; ip_class++) {
+               for (depth = 1; depth <= RTE_LPM_MAX_DEPTH; depth++) {
+                       generate_random_rule_prefix(ip_class, depth);
+               }
+       }
+
+       /* Add following rules to keep same as previous large constant table,
+        * they are 4 rules with private local IP address and 1 all-zeros prefix
+        * with depth = 8.
+        */
+       insert_rule_in_random_pos(IPv4(0, 0, 0, 0), 8);
+       insert_rule_in_random_pos(IPv4(10, 2, 23, 147), 32);
+       insert_rule_in_random_pos(IPv4(192, 168, 100, 10), 24);
+       insert_rule_in_random_pos(IPv4(192, 168, 25, 100), 24);
+       insert_rule_in_random_pos(IPv4(192, 168, 129, 124), 32);
+}
+
 static void
 print_route_distribution(const struct route_rule *table, uint32_t n)
 {
@@ -85,8 +351,8 @@ test_lpm_perf(void)
        struct rte_lpm *lpm = NULL;
        struct rte_lpm_config config;
 
-       config.max_rules = 1000000;
-       config.number_tbl8s = 256;
+       config.max_rules = 2000000;
+       config.number_tbl8s = 2048;
        config.flags = 0;
        uint64_t begin, total_time, lpm_used_entries = 0;
        unsigned i, j;
@@ -97,6 +363,8 @@ test_lpm_perf(void)
 
        rte_srand(rte_rdtsc());
 
+       generate_large_route_rule_table();
+
        printf("No. routes = %u\n", (unsigned) NUM_ROUTE_ENTRIES);
 
        print_route_distribution(large_route_table, (uint32_t) NUM_ROUTE_ENTRIES);