1790bf585SFenghua Yu // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2790bf585SFenghua Yu /*
3790bf585SFenghua Yu  * Cache Allocation Technology (CAT) test
4790bf585SFenghua Yu  *
5790bf585SFenghua Yu  * Copyright (C) 2018 Intel Corporation
6790bf585SFenghua Yu  *
7790bf585SFenghua Yu  * Authors:
8790bf585SFenghua Yu  *    Sai Praneeth Prakhya <[email protected]>,
9790bf585SFenghua Yu  *    Fenghua Yu <[email protected]>
10790bf585SFenghua Yu  */
11790bf585SFenghua Yu #include "resctrl.h"
12790bf585SFenghua Yu #include <unistd.h>
13790bf585SFenghua Yu 
14790bf585SFenghua Yu #define RESULT_FILE_NAME1	"result_cat1"
15790bf585SFenghua Yu #define RESULT_FILE_NAME2	"result_cat2"
16790bf585SFenghua Yu #define NUM_OF_RUNS		5
17790bf585SFenghua Yu #define MAX_DIFF_PERCENT	4
18790bf585SFenghua Yu #define MAX_DIFF		1000000
19790bf585SFenghua Yu 
208236c51dSFenghua Yu static int count_of_bits;
218236c51dSFenghua Yu static char cbm_mask[256];
228236c51dSFenghua Yu static unsigned long long_mask;
238236c51dSFenghua Yu static unsigned long cache_size;
24790bf585SFenghua Yu 
25790bf585SFenghua Yu /*
26790bf585SFenghua Yu  * Change schemata. Write schemata to specified
27790bf585SFenghua Yu  * con_mon grp, mon_grp in resctrl FS.
28790bf585SFenghua Yu  * Run 5 times in order to get average values.
29790bf585SFenghua Yu  */
30790bf585SFenghua Yu static int cat_setup(int num, ...)
31790bf585SFenghua Yu {
32790bf585SFenghua Yu 	struct resctrl_val_param *p;
33790bf585SFenghua Yu 	char schemata[64];
34790bf585SFenghua Yu 	va_list param;
35790bf585SFenghua Yu 	int ret = 0;
36790bf585SFenghua Yu 
37790bf585SFenghua Yu 	va_start(param, num);
38790bf585SFenghua Yu 	p = va_arg(param, struct resctrl_val_param *);
39790bf585SFenghua Yu 	va_end(param);
40790bf585SFenghua Yu 
41790bf585SFenghua Yu 	/* Run NUM_OF_RUNS times */
42790bf585SFenghua Yu 	if (p->num_of_runs >= NUM_OF_RUNS)
43790bf585SFenghua Yu 		return -1;
44790bf585SFenghua Yu 
45790bf585SFenghua Yu 	if (p->num_of_runs == 0) {
46790bf585SFenghua Yu 		sprintf(schemata, "%lx", p->mask);
47790bf585SFenghua Yu 		ret = write_schemata(p->ctrlgrp, schemata, p->cpu_no,
48790bf585SFenghua Yu 				     p->resctrl_val);
49790bf585SFenghua Yu 	}
50790bf585SFenghua Yu 	p->num_of_runs++;
51790bf585SFenghua Yu 
52790bf585SFenghua Yu 	return ret;
53790bf585SFenghua Yu }
54790bf585SFenghua Yu 
55790bf585SFenghua Yu static void show_cache_info(unsigned long sum_llc_perf_miss, int no_of_bits,
56790bf585SFenghua Yu 			    unsigned long span)
57790bf585SFenghua Yu {
58790bf585SFenghua Yu 	unsigned long allocated_cache_lines = span / 64;
59790bf585SFenghua Yu 	unsigned long avg_llc_perf_miss = 0;
60790bf585SFenghua Yu 	float diff_percent;
61790bf585SFenghua Yu 
62790bf585SFenghua Yu 	avg_llc_perf_miss = sum_llc_perf_miss / (NUM_OF_RUNS - 1);
63790bf585SFenghua Yu 	diff_percent = ((float)allocated_cache_lines - avg_llc_perf_miss) /
64790bf585SFenghua Yu 				allocated_cache_lines * 100;
65790bf585SFenghua Yu 
66790bf585SFenghua Yu 	printf("%sok CAT: cache miss rate within %d%%\n",
6785f553d2SBabu Moger 	       !is_amd && abs((int)diff_percent) > MAX_DIFF_PERCENT ?
6885f553d2SBabu Moger 	       "not " : "", MAX_DIFF_PERCENT);
69790bf585SFenghua Yu 	tests_run++;
70790bf585SFenghua Yu 	printf("# Percent diff=%d\n", abs((int)diff_percent));
71790bf585SFenghua Yu 	printf("# Number of bits: %d\n", no_of_bits);
72790bf585SFenghua Yu 	printf("# Avg_llc_perf_miss: %lu\n", avg_llc_perf_miss);
73790bf585SFenghua Yu 	printf("# Allocated cache lines: %lu\n", allocated_cache_lines);
74790bf585SFenghua Yu }
75790bf585SFenghua Yu 
76790bf585SFenghua Yu static int check_results(struct resctrl_val_param *param)
77790bf585SFenghua Yu {
78790bf585SFenghua Yu 	char *token_array[8], temp[512];
79790bf585SFenghua Yu 	unsigned long sum_llc_perf_miss = 0;
80790bf585SFenghua Yu 	int runs = 0, no_of_bits = 0;
81790bf585SFenghua Yu 	FILE *fp;
82790bf585SFenghua Yu 
83790bf585SFenghua Yu 	printf("# Checking for pass/fail\n");
84790bf585SFenghua Yu 	fp = fopen(param->filename, "r");
85790bf585SFenghua Yu 	if (!fp) {
86790bf585SFenghua Yu 		perror("# Cannot open file");
87790bf585SFenghua Yu 
88790bf585SFenghua Yu 		return errno;
89790bf585SFenghua Yu 	}
90790bf585SFenghua Yu 
91790bf585SFenghua Yu 	while (fgets(temp, sizeof(temp), fp)) {
92790bf585SFenghua Yu 		char *token = strtok(temp, ":\t");
93790bf585SFenghua Yu 		int fields = 0;
94790bf585SFenghua Yu 
95790bf585SFenghua Yu 		while (token) {
96790bf585SFenghua Yu 			token_array[fields++] = token;
97790bf585SFenghua Yu 			token = strtok(NULL, ":\t");
98790bf585SFenghua Yu 		}
99790bf585SFenghua Yu 		/*
100790bf585SFenghua Yu 		 * Discard the first value which is inaccurate due to monitoring
101790bf585SFenghua Yu 		 * setup transition phase.
102790bf585SFenghua Yu 		 */
103790bf585SFenghua Yu 		if (runs > 0)
104790bf585SFenghua Yu 			sum_llc_perf_miss += strtoul(token_array[3], NULL, 0);
105790bf585SFenghua Yu 		runs++;
106790bf585SFenghua Yu 	}
107790bf585SFenghua Yu 
108790bf585SFenghua Yu 	fclose(fp);
109790bf585SFenghua Yu 	no_of_bits = count_bits(param->mask);
110790bf585SFenghua Yu 
111790bf585SFenghua Yu 	show_cache_info(sum_llc_perf_miss, no_of_bits, param->span);
112790bf585SFenghua Yu 
113790bf585SFenghua Yu 	return 0;
114790bf585SFenghua Yu }
115790bf585SFenghua Yu 
116790bf585SFenghua Yu void cat_test_cleanup(void)
117790bf585SFenghua Yu {
118790bf585SFenghua Yu 	remove(RESULT_FILE_NAME1);
119790bf585SFenghua Yu 	remove(RESULT_FILE_NAME2);
120790bf585SFenghua Yu }
121790bf585SFenghua Yu 
122790bf585SFenghua Yu int cat_perf_miss_val(int cpu_no, int n, char *cache_type)
123790bf585SFenghua Yu {
124790bf585SFenghua Yu 	unsigned long l_mask, l_mask_1;
125790bf585SFenghua Yu 	int ret, pipefd[2], sibling_cpu_no;
126790bf585SFenghua Yu 	char pipe_message;
127790bf585SFenghua Yu 	pid_t bm_pid;
128790bf585SFenghua Yu 
129790bf585SFenghua Yu 	cache_size = 0;
130790bf585SFenghua Yu 
131790bf585SFenghua Yu 	ret = remount_resctrlfs(true);
132790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
133790bf585SFenghua Yu 		return ret;
134790bf585SFenghua Yu 
135790bf585SFenghua Yu 	if (!validate_resctrl_feature_request("cat"))
136790bf585SFenghua Yu 		return -1;
137790bf585SFenghua Yu 
138790bf585SFenghua Yu 	/* Get default cbm mask for L3/L2 cache */
1398236c51dSFenghua Yu 	ret = get_cbm_mask(cache_type, cbm_mask);
140790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
141790bf585SFenghua Yu 		return ret;
142790bf585SFenghua Yu 
143790bf585SFenghua Yu 	long_mask = strtoul(cbm_mask, NULL, 16);
144790bf585SFenghua Yu 
145790bf585SFenghua Yu 	/* Get L3/L2 cache size */
146790bf585SFenghua Yu 	ret = get_cache_size(cpu_no, cache_type, &cache_size);
147790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
148790bf585SFenghua Yu 		return ret;
149790bf585SFenghua Yu 	printf("cache size :%lu\n", cache_size);
150790bf585SFenghua Yu 
151790bf585SFenghua Yu 	/* Get max number of bits from default-cabm mask */
152790bf585SFenghua Yu 	count_of_bits = count_bits(long_mask);
153790bf585SFenghua Yu 
154790bf585SFenghua Yu 	if (n < 1 || n > count_of_bits - 1) {
155790bf585SFenghua Yu 		printf("Invalid input value for no_of_bits n!\n");
156790bf585SFenghua Yu 		printf("Please Enter value in range 1 to %d\n",
157790bf585SFenghua Yu 		       count_of_bits - 1);
158790bf585SFenghua Yu 		return -1;
159790bf585SFenghua Yu 	}
160790bf585SFenghua Yu 
161790bf585SFenghua Yu 	/* Get core id from same socket for running another thread */
162790bf585SFenghua Yu 	sibling_cpu_no = get_core_sibling(cpu_no);
163790bf585SFenghua Yu 	if (sibling_cpu_no < 0)
164790bf585SFenghua Yu 		return -1;
165790bf585SFenghua Yu 
166790bf585SFenghua Yu 	struct resctrl_val_param param = {
167*24286736SFenghua Yu 		.resctrl_val	= CAT_STR,
168790bf585SFenghua Yu 		.cpu_no		= cpu_no,
169790bf585SFenghua Yu 		.mum_resctrlfs	= 0,
170790bf585SFenghua Yu 		.setup		= cat_setup,
171790bf585SFenghua Yu 	};
172790bf585SFenghua Yu 
173790bf585SFenghua Yu 	l_mask = long_mask >> n;
174790bf585SFenghua Yu 	l_mask_1 = ~l_mask & long_mask;
175790bf585SFenghua Yu 
176790bf585SFenghua Yu 	/* Set param values for parent thread which will be allocated bitmask
177790bf585SFenghua Yu 	 * with (max_bits - n) bits
178790bf585SFenghua Yu 	 */
179790bf585SFenghua Yu 	param.span = cache_size * (count_of_bits - n) / count_of_bits;
180790bf585SFenghua Yu 	strcpy(param.ctrlgrp, "c2");
181790bf585SFenghua Yu 	strcpy(param.mongrp, "m2");
182790bf585SFenghua Yu 	strcpy(param.filename, RESULT_FILE_NAME2);
183790bf585SFenghua Yu 	param.mask = l_mask;
184790bf585SFenghua Yu 	param.num_of_runs = 0;
185790bf585SFenghua Yu 
186790bf585SFenghua Yu 	if (pipe(pipefd)) {
187790bf585SFenghua Yu 		perror("# Unable to create pipe");
188790bf585SFenghua Yu 		return errno;
189790bf585SFenghua Yu 	}
190790bf585SFenghua Yu 
191790bf585SFenghua Yu 	bm_pid = fork();
192790bf585SFenghua Yu 
193790bf585SFenghua Yu 	/* Set param values for child thread which will be allocated bitmask
194790bf585SFenghua Yu 	 * with n bits
195790bf585SFenghua Yu 	 */
196790bf585SFenghua Yu 	if (bm_pid == 0) {
197790bf585SFenghua Yu 		param.mask = l_mask_1;
198790bf585SFenghua Yu 		strcpy(param.ctrlgrp, "c1");
199790bf585SFenghua Yu 		strcpy(param.mongrp, "m1");
200790bf585SFenghua Yu 		param.span = cache_size * n / count_of_bits;
201790bf585SFenghua Yu 		strcpy(param.filename, RESULT_FILE_NAME1);
202790bf585SFenghua Yu 		param.num_of_runs = 0;
203790bf585SFenghua Yu 		param.cpu_no = sibling_cpu_no;
204790bf585SFenghua Yu 	}
205790bf585SFenghua Yu 
206790bf585SFenghua Yu 	remove(param.filename);
207790bf585SFenghua Yu 
208790bf585SFenghua Yu 	ret = cat_val(&param);
209790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
210790bf585SFenghua Yu 		return ret;
211790bf585SFenghua Yu 
212790bf585SFenghua Yu 	ret = check_results(&param);
213790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
214790bf585SFenghua Yu 		return ret;
215790bf585SFenghua Yu 
216790bf585SFenghua Yu 	if (bm_pid == 0) {
217790bf585SFenghua Yu 		/* Tell parent that child is ready */
218790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[0]);
219790bf585SFenghua Yu 		pipe_message = 1;
220790bf585SFenghua Yu 		if (write(pipefd[1], &pipe_message, sizeof(pipe_message)) <
221790bf585SFenghua Yu 		    sizeof(pipe_message)) {
222790bf585SFenghua Yu 			close(pipefd[1]);
223790bf585SFenghua Yu 			perror("# failed signaling parent process");
224790bf585SFenghua Yu 			return errno;
225790bf585SFenghua Yu 		}
226790bf585SFenghua Yu 
227790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[1]);
228790bf585SFenghua Yu 		while (1)
229790bf585SFenghua Yu 			;
230790bf585SFenghua Yu 	} else {
231790bf585SFenghua Yu 		/* Parent waits for child to be ready. */
232790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[1]);
233790bf585SFenghua Yu 		pipe_message = 0;
234790bf585SFenghua Yu 		while (pipe_message != 1) {
235790bf585SFenghua Yu 			if (read(pipefd[0], &pipe_message,
236790bf585SFenghua Yu 				 sizeof(pipe_message)) < sizeof(pipe_message)) {
237790bf585SFenghua Yu 				perror("# failed reading from child process");
238790bf585SFenghua Yu 				break;
239790bf585SFenghua Yu 			}
240790bf585SFenghua Yu 		}
241790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[0]);
242790bf585SFenghua Yu 		kill(bm_pid, SIGKILL);
243790bf585SFenghua Yu 	}
244790bf585SFenghua Yu 
245790bf585SFenghua Yu 	cat_test_cleanup();
246790bf585SFenghua Yu 	if (bm_pid)
247790bf585SFenghua Yu 		umount_resctrlfs();
248790bf585SFenghua Yu 
249790bf585SFenghua Yu 	return 0;
250790bf585SFenghua Yu }
251