Branch data Line data Source code
1 : : /* SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
2 : : * Copyright(c) 2019 Arm Limited
3 : : * Copyright(c) 2024 Ericsson AB
4 : : */
5 : :
6 : : #include <inttypes.h>
7 : : #include <stdbool.h>
8 : :
9 : : #include <rte_bitops.h>
10 : : #include <rte_cycles.h>
11 : : #include <rte_launch.h>
12 : : #include <rte_lcore.h>
13 : : #include <rte_random.h>
14 : : #include "test.h"
15 : :
16 : : static unsigned int
17 : 6 : get_worker_lcore(void)
18 : : {
19 : 6 : unsigned int lcore_id = rte_get_next_lcore(-1, 1, 0);
20 : :
21 : : /* avoid checkers (like Coverity) false positives */
22 [ - + ]: 6 : RTE_VERIFY(lcore_id < RTE_MAX_LCORE);
23 : :
24 : 6 : return lcore_id;
25 : : }
26 : :
27 : : #define GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_name, set_fun, clear_fun, assign_fun, flip_fun, test_fun, size, \
28 : : mod) \
29 : : static int \
30 : : test_name(void) \
31 : : { \
32 : : uint ## size ## _t reference = (uint ## size ## _t)rte_rand(); \
33 : : unsigned int bit_nr; \
34 : : mod uint ## size ## _t word = (uint ## size ## _t)rte_rand(); \
35 : : for (bit_nr = 0; bit_nr < size; bit_nr++) { \
36 : : bool reference_bit = (reference >> bit_nr) & 1; \
37 : : bool assign = rte_rand() & 1; \
38 : : if (assign) { \
39 : : assign_fun(&word, bit_nr, reference_bit); \
40 : : } else { \
41 : : if (reference_bit) \
42 : : set_fun(&word, bit_nr); \
43 : : else \
44 : : clear_fun(&word, bit_nr); \
45 : : } \
46 : : TEST_ASSERT(test_fun(&word, bit_nr) == reference_bit, \
47 : : "Bit %d had unexpected value", bit_nr); \
48 : : flip_fun(&word, bit_nr); \
49 : : TEST_ASSERT(test_fun(&word, bit_nr) != reference_bit, \
50 : : "Bit %d had unflipped value", bit_nr); \
51 : : flip_fun(&word, bit_nr); \
52 : : const mod uint ## size ## _t *const_ptr = &word; \
53 : : TEST_ASSERT(test_fun(const_ptr, bit_nr) == reference_bit, \
54 : : "Bit %d had unexpected value", bit_nr); \
55 : : } \
56 : : for (bit_nr = 0; bit_nr < size; bit_nr++) { \
57 : : bool reference_bit = (reference >> bit_nr) & 1; \
58 : : TEST_ASSERT(test_fun(&word, bit_nr) == reference_bit, \
59 : : "Bit %d had unexpected value", bit_nr); \
60 : : } \
61 : : TEST_ASSERT(reference == word, "Word had unexpected value"); \
62 : : return TEST_SUCCESS; \
63 : : }
64 : :
65 [ + + + + : 260 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_access32, rte_bit_set, rte_bit_clear, rte_bit_assign, rte_bit_flip,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
66 : : rte_bit_test, 32,)
67 : :
68 [ + + + + : 516 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_access64, rte_bit_set, rte_bit_clear, rte_bit_assign, rte_bit_flip,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
69 : : rte_bit_test, 64,)
70 : :
71 [ + + + + : 129 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_v_access32, rte_bit_set, rte_bit_clear, rte_bit_assign, rte_bit_flip,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
72 : : rte_bit_test, 32, volatile)
73 : :
74 [ + + + + : 257 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_v_access64, rte_bit_set, rte_bit_clear, rte_bit_assign, rte_bit_flip,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
75 : : rte_bit_test, 64, volatile)
76 : :
77 : : #define bit_atomic_set(addr, nr) \
78 : : rte_bit_atomic_set(addr, nr, rte_memory_order_relaxed)
79 : :
80 : : #define bit_atomic_clear(addr, nr) \
81 : : rte_bit_atomic_clear(addr, nr, rte_memory_order_relaxed)
82 : :
83 : : #define bit_atomic_assign(addr, nr, value) \
84 : : rte_bit_atomic_assign(addr, nr, value, rte_memory_order_relaxed)
85 : :
86 : : #define bit_atomic_flip(addr, nr) \
87 : : rte_bit_atomic_flip(addr, nr, rte_memory_order_relaxed)
88 : :
89 : : #define bit_atomic_test(addr, nr) \
90 : : rte_bit_atomic_test(addr, nr, rte_memory_order_relaxed)
91 : :
92 [ + + + + : 65 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_atomic_access32, bit_atomic_set, bit_atomic_clear, bit_atomic_assign,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
93 : : bit_atomic_flip, bit_atomic_test, 32,)
94 : :
95 [ + + + + : 129 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_atomic_access64, bit_atomic_set, bit_atomic_clear, bit_atomic_assign,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
96 : : bit_atomic_flip, bit_atomic_test, 64,)
97 : :
98 [ + + + + : 65 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_atomic_v_access32, bit_atomic_set, bit_atomic_clear, bit_atomic_assign,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
99 : : bit_atomic_flip, bit_atomic_test, 32, volatile)
100 : :
101 [ + + + + : 129 : GEN_TEST_BIT_ACCESS(test_bit_atomic_v_access64, bit_atomic_set, bit_atomic_clear, bit_atomic_assign,
- + - + -
+ + + - +
+ + - + ]
102 : : bit_atomic_flip, bit_atomic_test, 64, volatile)
103 : :
104 : : #define PARALLEL_TEST_RUNTIME 0.25
105 : :
106 : : #define GEN_TEST_BIT_PARALLEL_ASSIGN(size) \
107 : : struct parallel_access_lcore ## size \
108 : : { \
109 : : unsigned int bit; \
110 : : uint ## size ##_t *word; \
111 : : bool failed; \
112 : : }; \
113 : : static int \
114 : : run_parallel_assign ## size(void *arg) \
115 : : { \
116 : : struct parallel_access_lcore ## size *lcore = arg; \
117 : : uint64_t deadline = rte_get_timer_cycles() + PARALLEL_TEST_RUNTIME * rte_get_timer_hz(); \
118 : : bool value = false; \
119 : : do { \
120 : : bool new_value = rte_rand() & 1; \
121 : : bool use_test_and_modify = rte_rand() & 1; \
122 : : bool use_assign = rte_rand() & 1; \
123 : : if (rte_bit_atomic_test(lcore->word, lcore->bit, \
124 : : rte_memory_order_relaxed) != value) { \
125 : : lcore->failed = true; \
126 : : break; \
127 : : } \
128 : : if (use_test_and_modify) { \
129 : : bool old_value; \
130 : : if (use_assign) { \
131 : : old_value = rte_bit_atomic_test_and_assign(lcore->word, \
132 : : lcore->bit, new_value, rte_memory_order_relaxed); \
133 : : } else { \
134 : : old_value = new_value ? \
135 : : rte_bit_atomic_test_and_set(lcore->word, lcore->bit, \
136 : : rte_memory_order_relaxed) : \
137 : : rte_bit_atomic_test_and_clear(lcore->word, lcore->bit, \
138 : : rte_memory_order_relaxed); \
139 : : } \
140 : : if (old_value != value) { \
141 : : lcore->failed = true; \
142 : : break; \
143 : : } \
144 : : } else { \
145 : : if (use_assign) { \
146 : : rte_bit_atomic_assign(lcore->word, lcore->bit, new_value, \
147 : : rte_memory_order_relaxed); \
148 : : } else { \
149 : : if (new_value) \
150 : : rte_bit_atomic_set(lcore->word, lcore->bit, \
151 : : rte_memory_order_relaxed); \
152 : : else \
153 : : rte_bit_atomic_clear(lcore->word, lcore->bit, \
154 : : rte_memory_order_relaxed); \
155 : : } \
156 : : } \
157 : : value = new_value; \
158 : : } while (rte_get_timer_cycles() < deadline); \
159 : : return 0; \
160 : : } \
161 : : static int \
162 : : test_bit_atomic_parallel_assign ## size(void) \
163 : : { \
164 : : unsigned int worker_lcore_id; \
165 : : uint ## size ## _t word = 0; \
166 : : struct parallel_access_lcore ## size lmain = { .word = &word }; \
167 : : struct parallel_access_lcore ## size lworker = { .word = &word }; \
168 : : if (rte_lcore_count() < 2) { \
169 : : printf("Need multiple cores to run parallel test.\n"); \
170 : : return TEST_SKIPPED; \
171 : : } \
172 : : worker_lcore_id = get_worker_lcore(); \
173 : : lmain.bit = rte_rand_max(size); \
174 : : do { \
175 : : lworker.bit = rte_rand_max(size); \
176 : : } while (lworker.bit == lmain.bit); \
177 : : int rc = rte_eal_remote_launch(run_parallel_assign ## size, &lworker, worker_lcore_id); \
178 : : TEST_ASSERT(rc == 0, "Worker thread launch failed"); \
179 : : run_parallel_assign ## size(&lmain); \
180 : : rte_eal_mp_wait_lcore(); \
181 : : TEST_ASSERT(!lmain.failed, "Main lcore atomic access failed"); \
182 : : TEST_ASSERT(!lworker.failed, "Worker lcore atomic access failed"); \
183 : : return TEST_SUCCESS; \
184 : : }
185 : :
186 [ - + + + : 1667087 : GEN_TEST_BIT_PARALLEL_ASSIGN(32)
+ + + + -
+ + + + +
+ + ]
187 [ - + + + : 1395401 : GEN_TEST_BIT_PARALLEL_ASSIGN(64)
+ + + + -
+ + + + +
+ + ]
188 : :
189 : : #define GEN_TEST_BIT_PARALLEL_TEST_AND_MODIFY(size) \
190 : : struct parallel_test_and_set_lcore ## size \
191 : : { \
192 : : uint ## size ##_t *word; \
193 : : unsigned int bit; \
194 : : uint64_t flips; \
195 : : }; \
196 : : static int \
197 : : run_parallel_test_and_modify ## size(void *arg) \
198 : : { \
199 : : struct parallel_test_and_set_lcore ## size *lcore = arg; \
200 : : uint64_t deadline = rte_get_timer_cycles() + PARALLEL_TEST_RUNTIME * rte_get_timer_hz(); \
201 : : do { \
202 : : bool old_value; \
203 : : bool new_value = rte_rand() & 1; \
204 : : bool use_assign = rte_rand() & 1; \
205 : : if (use_assign) \
206 : : old_value = rte_bit_atomic_test_and_assign(lcore->word, lcore->bit, \
207 : : new_value, rte_memory_order_relaxed); \
208 : : else \
209 : : old_value = new_value ? \
210 : : rte_bit_atomic_test_and_set(lcore->word, lcore->bit, \
211 : : rte_memory_order_relaxed) : \
212 : : rte_bit_atomic_test_and_clear(lcore->word, lcore->bit, \
213 : : rte_memory_order_relaxed); \
214 : : if (old_value != new_value) \
215 : : lcore->flips++; \
216 : : } while (rte_get_timer_cycles() < deadline); \
217 : : return 0; \
218 : : } \
219 : : static int \
220 : : test_bit_atomic_parallel_test_and_modify ## size(void) \
221 : : { \
222 : : unsigned int worker_lcore_id; \
223 : : uint ## size ## _t word = 0; \
224 : : unsigned int bit = rte_rand_max(size); \
225 : : struct parallel_test_and_set_lcore ## size lmain = { .word = &word, .bit = bit }; \
226 : : struct parallel_test_and_set_lcore ## size lworker = { .word = &word, .bit = bit }; \
227 : : if (rte_lcore_count() < 2) { \
228 : : printf("Need multiple cores to run parallel test.\n"); \
229 : : return TEST_SKIPPED; \
230 : : } \
231 : : worker_lcore_id = get_worker_lcore(); \
232 : : int rc = rte_eal_remote_launch(run_parallel_test_and_modify ## size, &lworker, \
233 : : worker_lcore_id); \
234 : : TEST_ASSERT(rc == 0, "Worker thread launch failed"); \
235 : : run_parallel_test_and_modify ## size(&lmain); \
236 : : rte_eal_mp_wait_lcore(); \
237 : : uint64_t total_flips = lmain.flips + lworker.flips; \
238 : : bool expected_value = total_flips % 2; \
239 : : TEST_ASSERT(expected_value == rte_bit_test(&word, bit), \
240 : : "After %"PRId64" flips, the bit value should be %d", total_flips, expected_value); \
241 : : uint ## size ## _t expected_word = 0; \
242 : : rte_bit_assign(&expected_word, bit, expected_value); \
243 : : TEST_ASSERT(expected_word == word, "Untouched bits have changed value"); \
244 : : return TEST_SUCCESS; \
245 : : }
246 : :
247 [ + + + + : 1936118 : GEN_TEST_BIT_PARALLEL_TEST_AND_MODIFY(32)
+ + + + ]
248 [ + + + + : 2101736 : GEN_TEST_BIT_PARALLEL_TEST_AND_MODIFY(64)
+ + + + ]
249 : :
250 : : #define GEN_TEST_BIT_PARALLEL_FLIP(size) \
251 : : struct parallel_flip_lcore ## size \
252 : : { \
253 : : uint ## size ##_t *word; \
254 : : unsigned int bit; \
255 : : uint64_t flips; \
256 : : }; \
257 : : static int \
258 : : run_parallel_flip ## size(void *arg) \
259 : : { \
260 : : struct parallel_flip_lcore ## size *lcore = arg; \
261 : : uint64_t deadline = rte_get_timer_cycles() + PARALLEL_TEST_RUNTIME * rte_get_timer_hz(); \
262 : : do { \
263 : : rte_bit_atomic_flip(lcore->word, lcore->bit, rte_memory_order_relaxed); \
264 : : lcore->flips++; \
265 : : } while (rte_get_timer_cycles() < deadline); \
266 : : return 0; \
267 : : } \
268 : : static int \
269 : : test_bit_atomic_parallel_flip ## size(void) \
270 : : { \
271 : : unsigned int worker_lcore_id; \
272 : : uint ## size ## _t word = 0; \
273 : : unsigned int bit = rte_rand_max(size); \
274 : : struct parallel_flip_lcore ## size lmain = { .word = &word, .bit = bit }; \
275 : : struct parallel_flip_lcore ## size lworker = { .word = &word, .bit = bit }; \
276 : : if (rte_lcore_count() < 2) { \
277 : : printf("Need multiple cores to run parallel test.\n"); \
278 : : return TEST_SKIPPED; \
279 : : } \
280 : : worker_lcore_id = get_worker_lcore(); \
281 : : int rc = rte_eal_remote_launch(run_parallel_flip ## size, &lworker, worker_lcore_id); \
282 : : TEST_ASSERT(rc == 0, "Worker thread launch failed"); \
283 : : run_parallel_flip ## size(&lmain); \
284 : : rte_eal_mp_wait_lcore(); \
285 : : uint64_t total_flips = lmain.flips + lworker.flips; \
286 : : bool expected_value = total_flips % 2; \
287 : : TEST_ASSERT(expected_value == rte_bit_test(&word, bit), \
288 : : "After %"PRId64" flips, the bit value should be %d", total_flips, expected_value); \
289 : : uint ## size ## _t expected_word = 0; \
290 : : rte_bit_assign(&expected_word, bit, expected_value); \
291 : : TEST_ASSERT(expected_word == word, "Untouched bits have changed value"); \
292 : : return TEST_SUCCESS; \
293 : : }
294 : :
295 [ + + - + : 1835125 : GEN_TEST_BIT_PARALLEL_FLIP(32)
- + - + ]
296 [ + + - + : 1954129 : GEN_TEST_BIT_PARALLEL_FLIP(64)
- + - + ]
297 : :
298 : : static uint32_t val32;
299 : : static uint64_t val64;
300 : :
301 : : #define MAX_BITS_32 32
302 : : #define MAX_BITS_64 64
303 : :
304 : : /*
305 : : * Bitops functions
306 : : * ================
307 : : *
308 : : * - The main test function performs several subtests.
309 : : * - Check bit operations on one core.
310 : : * - Initialize valXX to specified values, then set each bit of valXX
311 : : * to 1 one by one in "test_bit_relaxed_set".
312 : : *
313 : : * - Clear each bit of valXX to 0 one by one in "test_bit_relaxed_clear".
314 : : *
315 : : * - Function "test_bit_relaxed_test_set_clear" checks whether each bit
316 : : * of valXX can do "test and set" and "test and clear" correctly.
317 : : */
318 : :
319 : : static int
320 : 1 : test_bit_relaxed_set(void)
321 : : {
322 : : unsigned int i;
323 : :
324 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
325 : : rte_bit_relaxed_set32(i, &val32);
326 : :
327 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
328 [ - + ]: 32 : if (!rte_bit_relaxed_get32(i, &val32)) {
329 : : printf("Failed to set bit in relaxed version.\n");
330 : 0 : return TEST_FAILED;
331 : : }
332 : :
333 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
334 : : rte_bit_relaxed_set64(i, &val64);
335 : :
336 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
337 [ - + ]: 64 : if (!rte_bit_relaxed_get64(i, &val64)) {
338 : : printf("Failed to set bit in relaxed version.\n");
339 : 0 : return TEST_FAILED;
340 : : }
341 : :
342 : : return TEST_SUCCESS;
343 : : }
344 : :
345 : : static int
346 : 1 : test_bit_relaxed_clear(void)
347 : : {
348 : : unsigned int i;
349 : :
350 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
351 : : rte_bit_relaxed_clear32(i, &val32);
352 : :
353 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
354 [ - + ]: 32 : if (rte_bit_relaxed_get32(i, &val32)) {
355 : : printf("Failed to clear bit in relaxed version.\n");
356 : 0 : return TEST_FAILED;
357 : : }
358 : :
359 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
360 : : rte_bit_relaxed_clear64(i, &val64);
361 : :
362 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
363 [ - + ]: 64 : if (rte_bit_relaxed_get64(i, &val64)) {
364 : : printf("Failed to clear bit in relaxed version.\n");
365 : 0 : return TEST_FAILED;
366 : : }
367 : :
368 : : return TEST_SUCCESS;
369 : : }
370 : :
371 : : static int
372 : 1 : test_bit_relaxed_test_set_clear(void)
373 : : {
374 : : unsigned int i;
375 : :
376 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
377 : : rte_bit_relaxed_test_and_set32(i, &val32);
378 : :
379 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
380 [ - + ]: 32 : if (!rte_bit_relaxed_test_and_clear32(i, &val32)) {
381 : : printf("Failed to set and test bit in relaxed version.\n");
382 : 0 : return TEST_FAILED;
383 : : }
384 : :
385 [ + + ]: 33 : for (i = 0; i < MAX_BITS_32; i++)
386 [ - + ]: 32 : if (rte_bit_relaxed_get32(i, &val32)) {
387 : : printf("Failed to test and clear bit in relaxed version.\n");
388 : 0 : return TEST_FAILED;
389 : : }
390 : :
391 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
392 : : rte_bit_relaxed_test_and_set64(i, &val64);
393 : :
394 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
395 [ - + ]: 64 : if (!rte_bit_relaxed_test_and_clear64(i, &val64)) {
396 : : printf("Failed to set and test bit in relaxed version.\n");
397 : 0 : return TEST_FAILED;
398 : : }
399 : :
400 [ + + ]: 65 : for (i = 0; i < MAX_BITS_64; i++)
401 [ - + ]: 64 : if (rte_bit_relaxed_get64(i, &val64)) {
402 : : printf("Failed to test and clear bit in relaxed version.\n");
403 : 0 : return TEST_FAILED;
404 : : }
405 : :
406 : : return TEST_SUCCESS;
407 : : }
408 : :
409 : : static struct unit_test_suite test_suite = {
410 : : .suite_name = "Bitops test suite",
411 : : .unit_test_cases = {
412 : : TEST_CASE(test_bit_access32),
413 : : TEST_CASE(test_bit_access64),
414 : : TEST_CASE(test_bit_access32),
415 : : TEST_CASE(test_bit_access64),
416 : : TEST_CASE(test_bit_v_access32),
417 : : TEST_CASE(test_bit_v_access64),
418 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_access32),
419 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_access64),
420 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_v_access32),
421 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_v_access64),
422 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_parallel_assign32),
423 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_parallel_assign64),
424 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_parallel_test_and_modify32),
425 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_parallel_test_and_modify64),
426 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_parallel_flip32),
427 : : TEST_CASE(test_bit_atomic_parallel_flip64),
428 : : TEST_CASE(test_bit_relaxed_set),
429 : : TEST_CASE(test_bit_relaxed_clear),
430 : : TEST_CASE(test_bit_relaxed_test_set_clear),
431 : : TEST_CASES_END()
432 : : }
433 : : };
434 : :
435 : : static int
436 : 1 : test_bitops(void)
437 : : {
438 : 1 : return unit_test_suite_runner(&test_suite);
439 : : }
440 : :
441 : 252 : REGISTER_FAST_TEST(bitops_autotest, true, true, test_bitops);
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