tests/atomic_add-bench.c

   1 #include "qemu/osdep.h"
   2 #include "qemu/thread.h"
   3 #include "qemu/host-utils.h"
   4 #include "qemu/processor.h"
   5
   6 struct thread_info {
   7     uint64_t r;
   8 } QEMU_ALIGNED(64);
   9
  10 struct count {
  11     QemuMutex lock;
  12     unsigned long val;
  13 } QEMU_ALIGNED(64);
  14
  15 static QemuThread *threads;
  16 static struct thread_info *th_info;
  17 static unsigned int n_threads = 1;
  18 static unsigned int n_ready_threads;
  19 static struct count *counts;
  20 static unsigned int duration = 1;
  21 static unsigned int range = 1024;
  22 static bool use_mutex;
  23 static bool test_start;
  24 static bool test_stop;
  25
  26 static const char commands_string[] =
  27     " -n = number of threads\n"
  28     " -m = use mutexes instead of atomic increments\n"
  29     " -p = enable sync profiler\n"
  30     " -d = duration in seconds\n"
  31     " -r = range (will be rounded up to pow2)";
  32
  33 static void usage_complete(char *argv[])
  34 {
  35     fprintf(stderr, "Usage: %s [options]\n", argv[0]);
  36     fprintf(stderr, "options:\n%s\n", commands_string);
  37 }
  38
  39 /*
  40  * From: https://en.wikipedia.org/wiki/Xorshift
  41  * This is faster than rand_r(), and gives us a wider range (RAND_MAX is only
  42  * guaranteed to be >= INT_MAX).
  43  */
  44 static uint64_t xorshift64star(uint64_t x)
  45 {
  46     x ^= x >> 12; /* a */
  47     x ^= x << 25; /* b */
  48     x ^= x >> 27; /* c */
  49     return x * UINT64_C(2685821657736338717);
  50 }
  51
  52 static void *thread_func(void *arg)
  53 {
  54     struct thread_info *info = arg;
  55
  56     atomic_inc(&n_ready_threads);
  57     while (!atomic_read(&test_start)) {
  58         cpu_relax();
  59     }
  60
  61     while (!atomic_read(&test_stop)) {
  62         unsigned int index;
  63
  64         info->r = xorshift64star(info->r);
  65         index = info->r & (range - 1);
  66         if (use_mutex) {
  67             qemu_mutex_lock(&counts[index].lock);
  68             counts[index].val += 1;
  69             qemu_mutex_unlock(&counts[index].lock);
  70         } else {
  71             atomic_inc(&counts[index].val);
  72         }
  73     }
  74     return NULL;
  75 }
  76
  77 static void run_test(void)
  78 {
  79     unsigned int i;
  80
  81     while (atomic_read(&n_ready_threads) != n_threads) {
  82         cpu_relax();
  83     }
  84
  85     atomic_set(&test_start, true);
  86     g_usleep(duration * G_USEC_PER_SEC);
  87     atomic_set(&test_stop, true);
  88
  89     for (i = 0; i < n_threads; i++) {
  90         qemu_thread_join(&threads[i]);
  91     }
  92 }
  93
  94 static void create_threads(void)
  95 {
  96     unsigned int i;
  97
  98     threads = g_new(QemuThread, n_threads);
  99     th_info = g_new(struct thread_info, n_threads);
 100     counts = qemu_memalign(64, sizeof(*counts) * range);
 101     memset(counts, 0, sizeof(*counts) * range);
 102     for (i = 0; i < range; i++) {
 103         qemu_mutex_init(&counts[i].lock);
 104     }
 105
 106     for (i = 0; i < n_threads; i++) {
 107         struct thread_info *info = &th_info[i];
 108
 109         info->r = (i + 1) ^ time(NULL);
 110         qemu_thread_create(&threads[i], NULL, thread_func, info,
 111                            QEMU_THREAD_JOINABLE);
 112     }
 113 }
 114
 115 static void pr_params(void)
 116 {
 117     printf("Parameters:\n");
 118     printf(" # of threads:      %u\n", n_threads);
 119     printf(" duration:          %u\n", duration);
 120     printf(" ops' range:        %u\n", range);
 121 }
 122
 123 static void pr_stats(void)
 124 {
 125     unsigned long long val = 0;
 126     unsigned int i;
 127     double tx;
 128
 129     for (i = 0; i < range; i++) {
 130         val += counts[i].val;
 131     }
 132     tx = val / duration / 1e6;
 133
 134     printf("Results:\n");
 135     printf("Duration:            %u s\n", duration);
 136     printf(" Throughput:         %.2f Mops/s\n", tx);
 137     printf(" Throughput/thread:  %.2f Mops/s/thread\n", tx / n_threads);
 138 }
 139
 140 static void parse_args(int argc, char *argv[])
 141 {
 142     int c;
 143
 144     for (;;) {
 145         c = getopt(argc, argv, "hd:n:mpr:");
 146         if (c < 0) {
 147             break;
 148         }
 149         switch (c) {
 150         case 'h':
 151             usage_complete(argv);
 152             exit(0);
 153         case 'd':
 154             duration = atoi(optarg);
 155             break;
 156         case 'n':
 157             n_threads = atoi(optarg);
 158             break;
 159         case 'm':
 160             use_mutex = true;
 161             break;
 162         case 'p':
 163             qsp_enable();
 164             break;
 165         case 'r':
 166             range = pow2ceil(atoi(optarg));
 167             break;
 168         }
 169     }
 170 }
 171
 172 int main(int argc, char *argv[])
 173 {
 174     parse_args(argc, argv);
 175     pr_params();
 176     create_threads();
 177     run_test();
 178     pr_stats();
 179     return 0;
 180 }