1*790bf585SFenghua Yu // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2*790bf585SFenghua Yu /*
3*790bf585SFenghua Yu  * Cache Allocation Technology (CAT) test
4*790bf585SFenghua Yu  *
5*790bf585SFenghua Yu  * Copyright (C) 2018 Intel Corporation
6*790bf585SFenghua Yu  *
7*790bf585SFenghua Yu  * Authors:
8*790bf585SFenghua Yu  *    Sai Praneeth Prakhya <[email protected]>,
9*790bf585SFenghua Yu  *    Fenghua Yu <[email protected]>
10*790bf585SFenghua Yu  */
11*790bf585SFenghua Yu #include "resctrl.h"
12*790bf585SFenghua Yu #include <unistd.h>
13*790bf585SFenghua Yu 
14*790bf585SFenghua Yu #define RESULT_FILE_NAME1	"result_cat1"
15*790bf585SFenghua Yu #define RESULT_FILE_NAME2	"result_cat2"
16*790bf585SFenghua Yu #define NUM_OF_RUNS		5
17*790bf585SFenghua Yu #define MAX_DIFF_PERCENT	4
18*790bf585SFenghua Yu #define MAX_DIFF		1000000
19*790bf585SFenghua Yu 
20*790bf585SFenghua Yu int count_of_bits;
21*790bf585SFenghua Yu char cbm_mask[256];
22*790bf585SFenghua Yu unsigned long long_mask;
23*790bf585SFenghua Yu unsigned long cache_size;
24*790bf585SFenghua Yu 
25*790bf585SFenghua Yu /*
26*790bf585SFenghua Yu  * Change schemata. Write schemata to specified
27*790bf585SFenghua Yu  * con_mon grp, mon_grp in resctrl FS.
28*790bf585SFenghua Yu  * Run 5 times in order to get average values.
29*790bf585SFenghua Yu  */
30*790bf585SFenghua Yu static int cat_setup(int num, ...)
31*790bf585SFenghua Yu {
32*790bf585SFenghua Yu 	struct resctrl_val_param *p;
33*790bf585SFenghua Yu 	char schemata[64];
34*790bf585SFenghua Yu 	va_list param;
35*790bf585SFenghua Yu 	int ret = 0;
36*790bf585SFenghua Yu 
37*790bf585SFenghua Yu 	va_start(param, num);
38*790bf585SFenghua Yu 	p = va_arg(param, struct resctrl_val_param *);
39*790bf585SFenghua Yu 	va_end(param);
40*790bf585SFenghua Yu 
41*790bf585SFenghua Yu 	/* Run NUM_OF_RUNS times */
42*790bf585SFenghua Yu 	if (p->num_of_runs >= NUM_OF_RUNS)
43*790bf585SFenghua Yu 		return -1;
44*790bf585SFenghua Yu 
45*790bf585SFenghua Yu 	if (p->num_of_runs == 0) {
46*790bf585SFenghua Yu 		sprintf(schemata, "%lx", p->mask);
47*790bf585SFenghua Yu 		ret = write_schemata(p->ctrlgrp, schemata, p->cpu_no,
48*790bf585SFenghua Yu 				     p->resctrl_val);
49*790bf585SFenghua Yu 	}
50*790bf585SFenghua Yu 	p->num_of_runs++;
51*790bf585SFenghua Yu 
52*790bf585SFenghua Yu 	return ret;
53*790bf585SFenghua Yu }
54*790bf585SFenghua Yu 
55*790bf585SFenghua Yu static void show_cache_info(unsigned long sum_llc_perf_miss, int no_of_bits,
56*790bf585SFenghua Yu 			    unsigned long span)
57*790bf585SFenghua Yu {
58*790bf585SFenghua Yu 	unsigned long allocated_cache_lines = span / 64;
59*790bf585SFenghua Yu 	unsigned long avg_llc_perf_miss = 0;
60*790bf585SFenghua Yu 	float diff_percent;
61*790bf585SFenghua Yu 
62*790bf585SFenghua Yu 	avg_llc_perf_miss = sum_llc_perf_miss / (NUM_OF_RUNS - 1);
63*790bf585SFenghua Yu 	diff_percent = ((float)allocated_cache_lines - avg_llc_perf_miss) /
64*790bf585SFenghua Yu 				allocated_cache_lines * 100;
65*790bf585SFenghua Yu 
66*790bf585SFenghua Yu 	printf("%sok CAT: cache miss rate within %d%%\n",
67*790bf585SFenghua Yu 	       abs((int)diff_percent) > MAX_DIFF_PERCENT ? "not " : "",
68*790bf585SFenghua Yu 	       MAX_DIFF_PERCENT);
69*790bf585SFenghua Yu 	tests_run++;
70*790bf585SFenghua Yu 	printf("# Percent diff=%d\n", abs((int)diff_percent));
71*790bf585SFenghua Yu 	printf("# Number of bits: %d\n", no_of_bits);
72*790bf585SFenghua Yu 	printf("# Avg_llc_perf_miss: %lu\n", avg_llc_perf_miss);
73*790bf585SFenghua Yu 	printf("# Allocated cache lines: %lu\n", allocated_cache_lines);
74*790bf585SFenghua Yu }
75*790bf585SFenghua Yu 
76*790bf585SFenghua Yu static int check_results(struct resctrl_val_param *param)
77*790bf585SFenghua Yu {
78*790bf585SFenghua Yu 	char *token_array[8], temp[512];
79*790bf585SFenghua Yu 	unsigned long sum_llc_perf_miss = 0;
80*790bf585SFenghua Yu 	int runs = 0, no_of_bits = 0;
81*790bf585SFenghua Yu 	FILE *fp;
82*790bf585SFenghua Yu 
83*790bf585SFenghua Yu 	printf("# Checking for pass/fail\n");
84*790bf585SFenghua Yu 	fp = fopen(param->filename, "r");
85*790bf585SFenghua Yu 	if (!fp) {
86*790bf585SFenghua Yu 		perror("# Cannot open file");
87*790bf585SFenghua Yu 
88*790bf585SFenghua Yu 		return errno;
89*790bf585SFenghua Yu 	}
90*790bf585SFenghua Yu 
91*790bf585SFenghua Yu 	while (fgets(temp, sizeof(temp), fp)) {
92*790bf585SFenghua Yu 		char *token = strtok(temp, ":\t");
93*790bf585SFenghua Yu 		int fields = 0;
94*790bf585SFenghua Yu 
95*790bf585SFenghua Yu 		while (token) {
96*790bf585SFenghua Yu 			token_array[fields++] = token;
97*790bf585SFenghua Yu 			token = strtok(NULL, ":\t");
98*790bf585SFenghua Yu 		}
99*790bf585SFenghua Yu 		/*
100*790bf585SFenghua Yu 		 * Discard the first value which is inaccurate due to monitoring
101*790bf585SFenghua Yu 		 * setup transition phase.
102*790bf585SFenghua Yu 		 */
103*790bf585SFenghua Yu 		if (runs > 0)
104*790bf585SFenghua Yu 			sum_llc_perf_miss += strtoul(token_array[3], NULL, 0);
105*790bf585SFenghua Yu 		runs++;
106*790bf585SFenghua Yu 	}
107*790bf585SFenghua Yu 
108*790bf585SFenghua Yu 	fclose(fp);
109*790bf585SFenghua Yu 	no_of_bits = count_bits(param->mask);
110*790bf585SFenghua Yu 
111*790bf585SFenghua Yu 	show_cache_info(sum_llc_perf_miss, no_of_bits, param->span);
112*790bf585SFenghua Yu 
113*790bf585SFenghua Yu 	return 0;
114*790bf585SFenghua Yu }
115*790bf585SFenghua Yu 
116*790bf585SFenghua Yu void cat_test_cleanup(void)
117*790bf585SFenghua Yu {
118*790bf585SFenghua Yu 	remove(RESULT_FILE_NAME1);
119*790bf585SFenghua Yu 	remove(RESULT_FILE_NAME2);
120*790bf585SFenghua Yu }
121*790bf585SFenghua Yu 
122*790bf585SFenghua Yu int cat_perf_miss_val(int cpu_no, int n, char *cache_type)
123*790bf585SFenghua Yu {
124*790bf585SFenghua Yu 	unsigned long l_mask, l_mask_1;
125*790bf585SFenghua Yu 	int ret, pipefd[2], sibling_cpu_no;
126*790bf585SFenghua Yu 	char pipe_message;
127*790bf585SFenghua Yu 	pid_t bm_pid;
128*790bf585SFenghua Yu 
129*790bf585SFenghua Yu 	cache_size = 0;
130*790bf585SFenghua Yu 
131*790bf585SFenghua Yu 	ret = remount_resctrlfs(true);
132*790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
133*790bf585SFenghua Yu 		return ret;
134*790bf585SFenghua Yu 
135*790bf585SFenghua Yu 	if (!validate_resctrl_feature_request("cat"))
136*790bf585SFenghua Yu 		return -1;
137*790bf585SFenghua Yu 
138*790bf585SFenghua Yu 	/* Get default cbm mask for L3/L2 cache */
139*790bf585SFenghua Yu 	ret = get_cbm_mask(cache_type);
140*790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
141*790bf585SFenghua Yu 		return ret;
142*790bf585SFenghua Yu 
143*790bf585SFenghua Yu 	long_mask = strtoul(cbm_mask, NULL, 16);
144*790bf585SFenghua Yu 
145*790bf585SFenghua Yu 	/* Get L3/L2 cache size */
146*790bf585SFenghua Yu 	ret = get_cache_size(cpu_no, cache_type, &cache_size);
147*790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
148*790bf585SFenghua Yu 		return ret;
149*790bf585SFenghua Yu 	printf("cache size :%lu\n", cache_size);
150*790bf585SFenghua Yu 
151*790bf585SFenghua Yu 	/* Get max number of bits from default-cabm mask */
152*790bf585SFenghua Yu 	count_of_bits = count_bits(long_mask);
153*790bf585SFenghua Yu 
154*790bf585SFenghua Yu 	if (n < 1 || n > count_of_bits - 1) {
155*790bf585SFenghua Yu 		printf("Invalid input value for no_of_bits n!\n");
156*790bf585SFenghua Yu 		printf("Please Enter value in range 1 to %d\n",
157*790bf585SFenghua Yu 		       count_of_bits - 1);
158*790bf585SFenghua Yu 		return -1;
159*790bf585SFenghua Yu 	}
160*790bf585SFenghua Yu 
161*790bf585SFenghua Yu 	/* Get core id from same socket for running another thread */
162*790bf585SFenghua Yu 	sibling_cpu_no = get_core_sibling(cpu_no);
163*790bf585SFenghua Yu 	if (sibling_cpu_no < 0)
164*790bf585SFenghua Yu 		return -1;
165*790bf585SFenghua Yu 
166*790bf585SFenghua Yu 	struct resctrl_val_param param = {
167*790bf585SFenghua Yu 		.resctrl_val	= "cat",
168*790bf585SFenghua Yu 		.cpu_no		= cpu_no,
169*790bf585SFenghua Yu 		.mum_resctrlfs	= 0,
170*790bf585SFenghua Yu 		.setup		= cat_setup,
171*790bf585SFenghua Yu 	};
172*790bf585SFenghua Yu 
173*790bf585SFenghua Yu 	l_mask = long_mask >> n;
174*790bf585SFenghua Yu 	l_mask_1 = ~l_mask & long_mask;
175*790bf585SFenghua Yu 
176*790bf585SFenghua Yu 	/* Set param values for parent thread which will be allocated bitmask
177*790bf585SFenghua Yu 	 * with (max_bits - n) bits
178*790bf585SFenghua Yu 	 */
179*790bf585SFenghua Yu 	param.span = cache_size * (count_of_bits - n) / count_of_bits;
180*790bf585SFenghua Yu 	strcpy(param.ctrlgrp, "c2");
181*790bf585SFenghua Yu 	strcpy(param.mongrp, "m2");
182*790bf585SFenghua Yu 	strcpy(param.filename, RESULT_FILE_NAME2);
183*790bf585SFenghua Yu 	param.mask = l_mask;
184*790bf585SFenghua Yu 	param.num_of_runs = 0;
185*790bf585SFenghua Yu 
186*790bf585SFenghua Yu 	if (pipe(pipefd)) {
187*790bf585SFenghua Yu 		perror("# Unable to create pipe");
188*790bf585SFenghua Yu 		return errno;
189*790bf585SFenghua Yu 	}
190*790bf585SFenghua Yu 
191*790bf585SFenghua Yu 	bm_pid = fork();
192*790bf585SFenghua Yu 
193*790bf585SFenghua Yu 	/* Set param values for child thread which will be allocated bitmask
194*790bf585SFenghua Yu 	 * with n bits
195*790bf585SFenghua Yu 	 */
196*790bf585SFenghua Yu 	if (bm_pid == 0) {
197*790bf585SFenghua Yu 		param.mask = l_mask_1;
198*790bf585SFenghua Yu 		strcpy(param.ctrlgrp, "c1");
199*790bf585SFenghua Yu 		strcpy(param.mongrp, "m1");
200*790bf585SFenghua Yu 		param.span = cache_size * n / count_of_bits;
201*790bf585SFenghua Yu 		strcpy(param.filename, RESULT_FILE_NAME1);
202*790bf585SFenghua Yu 		param.num_of_runs = 0;
203*790bf585SFenghua Yu 		param.cpu_no = sibling_cpu_no;
204*790bf585SFenghua Yu 	}
205*790bf585SFenghua Yu 
206*790bf585SFenghua Yu 	remove(param.filename);
207*790bf585SFenghua Yu 
208*790bf585SFenghua Yu 	ret = cat_val(&param);
209*790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
210*790bf585SFenghua Yu 		return ret;
211*790bf585SFenghua Yu 
212*790bf585SFenghua Yu 	ret = check_results(&param);
213*790bf585SFenghua Yu 	if (ret)
214*790bf585SFenghua Yu 		return ret;
215*790bf585SFenghua Yu 
216*790bf585SFenghua Yu 	if (bm_pid == 0) {
217*790bf585SFenghua Yu 		/* Tell parent that child is ready */
218*790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[0]);
219*790bf585SFenghua Yu 		pipe_message = 1;
220*790bf585SFenghua Yu 		if (write(pipefd[1], &pipe_message, sizeof(pipe_message)) <
221*790bf585SFenghua Yu 		    sizeof(pipe_message)) {
222*790bf585SFenghua Yu 			close(pipefd[1]);
223*790bf585SFenghua Yu 			perror("# failed signaling parent process");
224*790bf585SFenghua Yu 			return errno;
225*790bf585SFenghua Yu 		}
226*790bf585SFenghua Yu 
227*790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[1]);
228*790bf585SFenghua Yu 		while (1)
229*790bf585SFenghua Yu 			;
230*790bf585SFenghua Yu 	} else {
231*790bf585SFenghua Yu 		/* Parent waits for child to be ready. */
232*790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[1]);
233*790bf585SFenghua Yu 		pipe_message = 0;
234*790bf585SFenghua Yu 		while (pipe_message != 1) {
235*790bf585SFenghua Yu 			if (read(pipefd[0], &pipe_message,
236*790bf585SFenghua Yu 				 sizeof(pipe_message)) < sizeof(pipe_message)) {
237*790bf585SFenghua Yu 				perror("# failed reading from child process");
238*790bf585SFenghua Yu 				break;
239*790bf585SFenghua Yu 			}
240*790bf585SFenghua Yu 		}
241*790bf585SFenghua Yu 		close(pipefd[0]);
242*790bf585SFenghua Yu 		kill(bm_pid, SIGKILL);
243*790bf585SFenghua Yu 	}
244*790bf585SFenghua Yu 
245*790bf585SFenghua Yu 	cat_test_cleanup();
246*790bf585SFenghua Yu 	if (bm_pid)
247*790bf585SFenghua Yu 		umount_resctrlfs();
248*790bf585SFenghua Yu 
249*790bf585SFenghua Yu 	return 0;
250*790bf585SFenghua Yu }
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