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