tests/checkasm/checkasm.c

   1 /*
   2  * Assembly testing and benchmarking tool
   3  * Copyright (c) 2015 Henrik Gramner
   4  * Copyright (c) 2008 Loren Merritt
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  * (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  * GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  19  * with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  20  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  21  */
  22
  23 #include "config.h"
  24 #include "config_components.h"
  25
  26 #if CONFIG_LINUX_PERF
  27 # ifndef _GNU_SOURCE
  28 #  define _GNU_SOURCE // for syscall (performance monitoring API)
  29 # endif
  30 #endif
  31
  32 #include <stdarg.h>
  33 #include <stdio.h>
  34 #include <stdlib.h>
  35 #include <string.h>
  36 #include "checkasm.h"
  37 #include "libavutil/common.h"
  38 #include "libavutil/cpu.h"
  39 #include "libavutil/intfloat.h"
  40 #include "libavutil/random_seed.h"
  41
  42 #if HAVE_IO_H
  43 #include <io.h>
  44 #endif
  45
  46 #if HAVE_SETCONSOLETEXTATTRIBUTE && HAVE_GETSTDHANDLE
  47 #include <windows.h>
  48 #define COLOR_RED    FOREGROUND_RED
  49 #define COLOR_GREEN  FOREGROUND_GREEN
  50 #define COLOR_YELLOW (FOREGROUND_RED|FOREGROUND_GREEN)
  51 #else
  52 #define COLOR_RED    1
  53 #define COLOR_GREEN  2
  54 #define COLOR_YELLOW 3
  55 #endif
  56
  57 #if HAVE_UNISTD_H
  58 #include <unistd.h>
  59 #endif
  60
  61 #if !HAVE_ISATTY
  62 #define isatty(fd) 1
  63 #endif
  64
  65 #if ARCH_ARM && HAVE_ARMV5TE_EXTERNAL
  66 #include "libavutil/arm/cpu.h"
  67
  68 void (*checkasm_checked_call)(void *func, int dummy, ...) = checkasm_checked_call_novfp;
  69 #endif
  70
  71 /* List of tests to invoke */
  72 static const struct {
  73     const char *name;
  74     void (*func)(void);
  75 } tests[] = {
  76 #if CONFIG_AVCODEC
  77     #if CONFIG_AAC_DECODER
  78         { "aacpsdsp", checkasm_check_aacpsdsp },
  79         { "sbrdsp",   checkasm_check_sbrdsp },
  80     #endif
  81     #if CONFIG_ALAC_DECODER
  82         { "alacdsp", checkasm_check_alacdsp },
  83     #endif
  84     #if CONFIG_AUDIODSP
  85         { "audiodsp", checkasm_check_audiodsp },
  86     #endif
  87     #if CONFIG_BLOCKDSP
  88         { "blockdsp", checkasm_check_blockdsp },
  89     #endif
  90     #if CONFIG_BSWAPDSP
  91         { "bswapdsp", checkasm_check_bswapdsp },
  92     #endif
  93     #if CONFIG_DCA_DECODER
  94         { "synth_filter", checkasm_check_synth_filter },
  95     #endif
  96     #if CONFIG_EXR_DECODER
  97         { "exrdsp", checkasm_check_exrdsp },
  98     #endif
  99     #if CONFIG_FLAC_DECODER
 100         { "flacdsp", checkasm_check_flacdsp },
 101     #endif
 102     #if CONFIG_FMTCONVERT
 103         { "fmtconvert", checkasm_check_fmtconvert },
 104     #endif
 105     #if CONFIG_G722DSP
 106         { "g722dsp", checkasm_check_g722dsp },
 107     #endif
 108     #if CONFIG_H264CHROMA
 109         { "h264chroma", checkasm_check_h264chroma },
 110     #endif
 111     #if CONFIG_H264DSP
 112         { "h264dsp", checkasm_check_h264dsp },
 113     #endif
 114     #if CONFIG_H264PRED
 115         { "h264pred", checkasm_check_h264pred },
 116     #endif
 117     #if CONFIG_H264QPEL
 118         { "h264qpel", checkasm_check_h264qpel },
 119     #endif
 120     #if CONFIG_HEVC_DECODER
 121         { "hevc_add_res", checkasm_check_hevc_add_res },
 122         { "hevc_deblock", checkasm_check_hevc_deblock },
 123         { "hevc_idct", checkasm_check_hevc_idct },
 124         { "hevc_pel", checkasm_check_hevc_pel },
 125         { "hevc_sao", checkasm_check_hevc_sao },
 126     #endif
 127     #if CONFIG_HUFFYUV_DECODER
 128         { "huffyuvdsp", checkasm_check_huffyuvdsp },
 129     #endif
 130     #if CONFIG_IDCTDSP
 131         { "idctdsp", checkasm_check_idctdsp },
 132     #endif
 133     #if CONFIG_JPEG2000_DECODER
 134         { "jpeg2000dsp", checkasm_check_jpeg2000dsp },
 135     #endif
 136     #if CONFIG_HUFFYUVDSP
 137         { "llviddsp", checkasm_check_llviddsp },
 138     #endif
 139     #if CONFIG_LLVIDENCDSP
 140         { "llviddspenc", checkasm_check_llviddspenc },
 141     #endif
 142     #if CONFIG_LPC
 143         { "lpc", checkasm_check_lpc },
 144     #endif
 145     #if CONFIG_ME_CMP
 146         { "motion", checkasm_check_motion },
 147     #endif
 148     #if CONFIG_OPUS_DECODER
 149         { "opusdsp", checkasm_check_opusdsp },
 150     #endif
 151     #if CONFIG_PIXBLOCKDSP
 152         { "pixblockdsp", checkasm_check_pixblockdsp },
 153     #endif
 154     #if CONFIG_UTVIDEO_DECODER
 155         { "utvideodsp", checkasm_check_utvideodsp },
 156     #endif
 157     #if CONFIG_V210_DECODER
 158         { "v210dec", checkasm_check_v210dec },
 159     #endif
 160     #if CONFIG_V210_ENCODER
 161         { "v210enc", checkasm_check_v210enc },
 162     #endif
 163     #if CONFIG_VC1DSP
 164         { "vc1dsp", checkasm_check_vc1dsp },
 165     #endif
 166     #if CONFIG_VP8DSP
 167         { "vp8dsp", checkasm_check_vp8dsp },
 168     #endif
 169     #if CONFIG_VP9_DECODER
 170         { "vp9dsp", checkasm_check_vp9dsp },
 171     #endif
 172     #if CONFIG_VIDEODSP
 173         { "videodsp", checkasm_check_videodsp },
 174     #endif
 175     #if CONFIG_VORBIS_DECODER
 176         { "vorbisdsp", checkasm_check_vorbisdsp },
 177     #endif
 178 #endif
 179 #if CONFIG_AVFILTER
 180     #if CONFIG_AFIR_FILTER
 181         { "af_afir", checkasm_check_afir },
 182     #endif
 183     #if CONFIG_BLEND_FILTER
 184         { "vf_blend", checkasm_check_blend },
 185     #endif
 186     #if CONFIG_BWDIF_FILTER
 187         { "vf_bwdif", checkasm_check_vf_bwdif },
 188     #endif
 189     #if CONFIG_COLORSPACE_FILTER
 190         { "vf_colorspace", checkasm_check_colorspace },
 191     #endif
 192     #if CONFIG_EQ_FILTER
 193         { "vf_eq", checkasm_check_vf_eq },
 194     #endif
 195     #if CONFIG_GBLUR_FILTER
 196         { "vf_gblur", checkasm_check_vf_gblur },
 197     #endif
 198     #if CONFIG_HFLIP_FILTER
 199         { "vf_hflip", checkasm_check_vf_hflip },
 200     #endif
 201     #if CONFIG_NLMEANS_FILTER
 202         { "vf_nlmeans", checkasm_check_nlmeans },
 203     #endif
 204     #if CONFIG_THRESHOLD_FILTER
 205         { "vf_threshold", checkasm_check_vf_threshold },
 206     #endif
 207     #if CONFIG_SOBEL_FILTER
 208         { "vf_sobel", checkasm_check_vf_sobel },
 209     #endif
 210 #endif
 211 #if CONFIG_SWSCALE
 212     { "sw_gbrp", checkasm_check_sw_gbrp },
 213     { "sw_rgb", checkasm_check_sw_rgb },
 214     { "sw_scale", checkasm_check_sw_scale },
 215 #endif
 216 #if CONFIG_AVUTIL
 217         { "fixed_dsp", checkasm_check_fixed_dsp },
 218         { "float_dsp", checkasm_check_float_dsp },
 219         { "av_tx",     checkasm_check_av_tx },
 220 #endif
 221     { NULL }
 222 };
 223
 224 /* List of cpu flags to check */
 225 static const struct {
 226     const char *name;
 227     const char *suffix;
 228     int flag;
 229 } cpus[] = {
 230 #if   ARCH_AARCH64
 231     { "ARMV8",    "armv8",    AV_CPU_FLAG_ARMV8 },
 232     { "NEON",     "neon",     AV_CPU_FLAG_NEON },
 233     { "DOTPROD",  "dotprod",  AV_CPU_FLAG_DOTPROD },
 234     { "I8MM",     "i8mm",     AV_CPU_FLAG_I8MM },
 235 #elif ARCH_ARM
 236     { "ARMV5TE",  "armv5te",  AV_CPU_FLAG_ARMV5TE },
 237     { "ARMV6",    "armv6",    AV_CPU_FLAG_ARMV6 },
 238     { "ARMV6T2",  "armv6t2",  AV_CPU_FLAG_ARMV6T2 },
 239     { "VFP",      "vfp",      AV_CPU_FLAG_VFP },
 240     { "VFP_VM",   "vfp_vm",   AV_CPU_FLAG_VFP_VM },
 241     { "VFPV3",    "vfp3",     AV_CPU_FLAG_VFPV3 },
 242     { "NEON",     "neon",     AV_CPU_FLAG_NEON },
 243 #elif ARCH_PPC
 244     { "ALTIVEC",  "altivec",  AV_CPU_FLAG_ALTIVEC },
 245     { "VSX",      "vsx",      AV_CPU_FLAG_VSX },
 246     { "POWER8",   "power8",   AV_CPU_FLAG_POWER8 },
 247 #elif ARCH_RISCV
 248     { "RVI",      "rvi",      AV_CPU_FLAG_RVI },
 249     { "RVF",      "rvf",      AV_CPU_FLAG_RVF },
 250     { "RVD",      "rvd",      AV_CPU_FLAG_RVD },
 251     { "RVBaddr",  "rvb_a",    AV_CPU_FLAG_RVB_ADDR },
 252     { "RVBbasic", "rvb_b",    AV_CPU_FLAG_RVB_BASIC },
 253     { "RVVi32",   "rvv_i32",  AV_CPU_FLAG_RVV_I32 },
 254     { "RVVf32",   "rvv_f32",  AV_CPU_FLAG_RVV_F32 },
 255     { "RVVi64",   "rvv_i64",  AV_CPU_FLAG_RVV_I64 },
 256     { "RVVf64",   "rvv_f64",  AV_CPU_FLAG_RVV_F64 },
 257 #elif ARCH_MIPS
 258     { "MMI",      "mmi",      AV_CPU_FLAG_MMI },
 259     { "MSA",      "msa",      AV_CPU_FLAG_MSA },
 260 #elif ARCH_X86
 261     { "MMX",        "mmx",       AV_CPU_FLAG_MMX|AV_CPU_FLAG_CMOV },
 262     { "MMXEXT",     "mmxext",    AV_CPU_FLAG_MMXEXT },
 263     { "3DNOW",      "3dnow",     AV_CPU_FLAG_3DNOW },
 264     { "3DNOWEXT",   "3dnowext",  AV_CPU_FLAG_3DNOWEXT },
 265     { "SSE",        "sse",       AV_CPU_FLAG_SSE },
 266     { "SSE2",       "sse2",      AV_CPU_FLAG_SSE2|AV_CPU_FLAG_SSE2SLOW },
 267     { "SSE3",       "sse3",      AV_CPU_FLAG_SSE3|AV_CPU_FLAG_SSE3SLOW },
 268     { "SSSE3",      "ssse3",     AV_CPU_FLAG_SSSE3|AV_CPU_FLAG_ATOM },
 269     { "SSE4.1",     "sse4",      AV_CPU_FLAG_SSE4 },
 270     { "SSE4.2",     "sse42",     AV_CPU_FLAG_SSE42 },
 271     { "AES-NI",     "aesni",     AV_CPU_FLAG_AESNI },
 272     { "AVX",        "avx",       AV_CPU_FLAG_AVX },
 273     { "XOP",        "xop",       AV_CPU_FLAG_XOP },
 274     { "FMA3",       "fma3",      AV_CPU_FLAG_FMA3 },
 275     { "FMA4",       "fma4",      AV_CPU_FLAG_FMA4 },
 276     { "AVX2",       "avx2",      AV_CPU_FLAG_AVX2 },
 277     { "AVX-512",    "avx512",    AV_CPU_FLAG_AVX512 },
 278     { "AVX-512ICL", "avx512icl", AV_CPU_FLAG_AVX512ICL },
 279 #elif ARCH_LOONGARCH
 280     { "LSX",      "lsx",      AV_CPU_FLAG_LSX },
 281     { "LASX",     "lasx",     AV_CPU_FLAG_LASX },
 282 #endif
 283     { NULL }
 284 };
 285
 286 typedef struct CheckasmFuncVersion {
 287     struct CheckasmFuncVersion *next;
 288     void *func;
 289     int ok;
 290     int cpu;
 291     CheckasmPerf perf;
 292 } CheckasmFuncVersion;
 293
 294 /* Binary search tree node */
 295 typedef struct CheckasmFunc {
 296     struct CheckasmFunc *child[2];
 297     CheckasmFuncVersion versions;
 298     uint8_t color; /* 0 = red, 1 = black */
 299     char name[1];
 300 } CheckasmFunc;
 301
 302 /* Internal state */
 303 static struct {
 304     CheckasmFunc *funcs;
 305     CheckasmFunc *current_func;
 306     CheckasmFuncVersion *current_func_ver;
 307     const char *current_test_name;
 308     const char *bench_pattern;
 309     int bench_pattern_len;
 310     int num_checked;
 311     int num_failed;
 312
 313     /* perf */
 314     int nop_time;
 315     int sysfd;
 316
 317     int cpu_flag;
 318     const char *cpu_flag_name;
 319     const char *test_name;
 320     int verbose;
 321 } state;
 322
 323 /* PRNG state */
 324 AVLFG checkasm_lfg;
 325
 326 /* float compare support code */
 327 static int is_negative(union av_intfloat32 u)
 328 {
 329     return u.i >> 31;
 330 }
 331
 332 int float_near_ulp(float a, float b, unsigned max_ulp)
 333 {
 334     union av_intfloat32 x, y;
 335
 336     x.f = a;
 337     y.f = b;
 338
 339     if (is_negative(x) != is_negative(y)) {
 340         // handle -0.0 == +0.0
 341         return a == b;
 342     }
 343
 344     if (llabs((int64_t)x.i - y.i) <= max_ulp)
 345         return 1;
 346
 347     return 0;
 348 }
 349
 350 int float_near_ulp_array(const float *a, const float *b, unsigned max_ulp,
 351                          unsigned len)
 352 {
 353     unsigned i;
 354
 355     for (i = 0; i < len; i++) {
 356         if (!float_near_ulp(a[i], b[i], max_ulp))
 357             return 0;
 358     }
 359     return 1;
 360 }
 361
 362 int float_near_abs_eps(float a, float b, float eps)
 363 {
 364     float abs_diff = fabsf(a - b);
 365     if (abs_diff < eps)
 366         return 1;
 367
 368     fprintf(stderr, "test failed comparing %g with %g (abs diff=%g with EPS=%g)\n", a, b, abs_diff, eps);
 369
 370     return 0;
 371 }
 372
 373 int float_near_abs_eps_array(const float *a, const float *b, float eps,
 374                          unsigned len)
 375 {
 376     unsigned i;
 377
 378     for (i = 0; i < len; i++) {
 379         if (!float_near_abs_eps(a[i], b[i], eps))
 380             return 0;
 381     }
 382     return 1;
 383 }
 384
 385 int float_near_abs_eps_ulp(float a, float b, float eps, unsigned max_ulp)
 386 {
 387     return float_near_ulp(a, b, max_ulp) || float_near_abs_eps(a, b, eps);
 388 }
 389
 390 int float_near_abs_eps_array_ulp(const float *a, const float *b, float eps,
 391                          unsigned max_ulp, unsigned len)
 392 {
 393     unsigned i;
 394
 395     for (i = 0; i < len; i++) {
 396         if (!float_near_abs_eps_ulp(a[i], b[i], eps, max_ulp))
 397             return 0;
 398     }
 399     return 1;
 400 }
 401
 402 int double_near_abs_eps(double a, double b, double eps)
 403 {
 404     double abs_diff = fabs(a - b);
 405
 406     return abs_diff < eps;
 407 }
 408
 409 int double_near_abs_eps_array(const double *a, const double *b, double eps,
 410                               unsigned len)
 411 {
 412     unsigned i;
 413
 414     for (i = 0; i < len; i++) {
 415         if (!double_near_abs_eps(a[i], b[i], eps))
 416             return 0;
 417     }
 418     return 1;
 419 }
 420
 421 /* Print colored text to stderr if the terminal supports it */
 422 static void color_printf(int color, const char *fmt, ...)
 423 {
 424     static int use_color = -1;
 425     va_list arg;
 426
 427 #if HAVE_SETCONSOLETEXTATTRIBUTE && HAVE_GETSTDHANDLE
 428     static HANDLE con;
 429     static WORD org_attributes;
 430
 431     if (use_color < 0) {
 432         CONSOLE_SCREEN_BUFFER_INFO con_info;
 433         con = GetStdHandle(STD_ERROR_HANDLE);
 434         if (con && con != INVALID_HANDLE_VALUE && GetConsoleScreenBufferInfo(con, &con_info)) {
 435             org_attributes = con_info.wAttributes;
 436             use_color = 1;
 437         } else
 438             use_color = 0;
 439     }
 440     if (use_color)
 441         SetConsoleTextAttribute(con, (org_attributes & 0xfff0) | (color & 0x0f));
 442 #else
 443     if (use_color < 0) {
 444         const char *term = getenv("TERM");
 445         use_color = term && strcmp(term, "dumb") && isatty(2);
 446     }
 447     if (use_color)
 448         fprintf(stderr, "\x1b[%d;3%dm", (color & 0x08) >> 3, color & 0x07);
 449 #endif
 450
 451     va_start(arg, fmt);
 452     vfprintf(stderr, fmt, arg);
 453     va_end(arg);
 454
 455     if (use_color) {
 456 #if HAVE_SETCONSOLETEXTATTRIBUTE && HAVE_GETSTDHANDLE
 457         SetConsoleTextAttribute(con, org_attributes);
 458 #else
 459         fprintf(stderr, "\x1b[0m");
 460 #endif
 461     }
 462 }
 463
 464 /* Deallocate a tree */
 465 static void destroy_func_tree(CheckasmFunc *f)
 466 {
 467     if (f) {
 468         CheckasmFuncVersion *v = f->versions.next;
 469         while (v) {
 470             CheckasmFuncVersion *next = v->next;
 471             free(v);
 472             v = next;
 473         }
 474
 475         destroy_func_tree(f->child[0]);
 476         destroy_func_tree(f->child[1]);
 477         free(f);
 478     }
 479 }
 480
 481 /* Allocate a zero-initialized block, clean up and exit on failure */
 482 static void *checkasm_malloc(size_t size)
 483 {
 484     void *ptr = calloc(1, size);
 485     if (!ptr) {
 486         fprintf(stderr, "checkasm: malloc failed\n");
 487         destroy_func_tree(state.funcs);
 488         exit(1);
 489     }
 490     return ptr;
 491 }
 492
 493 /* Get the suffix of the specified cpu flag */
 494 static const char *cpu_suffix(int cpu)
 495 {
 496     int i = FF_ARRAY_ELEMS(cpus);
 497
 498     while (--i >= 0)
 499         if (cpu & cpus[i].flag)
 500             return cpus[i].suffix;
 501
 502     return "c";
 503 }
 504
 505 static int cmp_nop(const void *a, const void *b)
 506 {
 507     return *(const uint16_t*)a - *(const uint16_t*)b;
 508 }
 509
 510 /* Measure the overhead of the timing code (in decicycles) */
 511 static int measure_nop_time(void)
 512 {
 513     uint16_t nops[10000];
 514     int i, nop_sum = 0;
 515     av_unused const int sysfd = state.sysfd;
 516
 517     uint64_t t = 0;
 518     for (i = 0; i < 10000; i++) {
 519         PERF_START(t);
 520         PERF_STOP(t);
 521         nops[i] = t;
 522     }
 523
 524     qsort(nops, 10000, sizeof(uint16_t), cmp_nop);
 525     for (i = 2500; i < 7500; i++)
 526         nop_sum += nops[i];
 527
 528     return nop_sum / 500;
 529 }
 530
 531 /* Print benchmark results */
 532 static void print_benchs(CheckasmFunc *f)
 533 {
 534     if (f) {
 535         print_benchs(f->child[0]);
 536
 537         /* Only print functions with at least one assembly version */
 538         if (f->versions.cpu || f->versions.next) {
 539             CheckasmFuncVersion *v = &f->versions;
 540             do {
 541                 CheckasmPerf *p = &v->perf;
 542                 if (p->iterations) {
 543                     int decicycles = (10*p->cycles/p->iterations - state.nop_time) / 4;
 544                     printf("%s_%s: %d.%d\n", f->name, cpu_suffix(v->cpu), decicycles/10, decicycles%10);
 545                 }
 546             } while ((v = v->next));
 547         }
 548
 549         print_benchs(f->child[1]);
 550     }
 551 }
 552
 553 /* ASCIIbetical sort except preserving natural order for numbers */
 554 static int cmp_func_names(const char *a, const char *b)
 555 {
 556     const char *start = a;
 557     int ascii_diff, digit_diff;
 558
 559     for (; !(ascii_diff = *(const unsigned char*)a - *(const unsigned char*)b) && *a; a++, b++);
 560     for (; av_isdigit(*a) && av_isdigit(*b); a++, b++);
 561
 562     if (a > start && av_isdigit(a[-1]) && (digit_diff = av_isdigit(*a) - av_isdigit(*b)))
 563         return digit_diff;
 564
 565     return ascii_diff;
 566 }
 567
 568 /* Perform a tree rotation in the specified direction and return the new root */
 569 static CheckasmFunc *rotate_tree(CheckasmFunc *f, int dir)
 570 {
 571     CheckasmFunc *r = f->child[dir^1];
 572     f->child[dir^1] = r->child[dir];
 573     r->child[dir] = f;
 574     r->color = f->color;
 575     f->color = 0;
 576     return r;
 577 }
 578
 579 #define is_red(f) ((f) && !(f)->color)
 580
 581 /* Balance a left-leaning red-black tree at the specified node */
 582 static void balance_tree(CheckasmFunc **root)
 583 {
 584     CheckasmFunc *f = *root;
 585
 586     if (is_red(f->child[0]) && is_red(f->child[1])) {
 587         f->color ^= 1;
 588         f->child[0]->color = f->child[1]->color = 1;
 589     }
 590
 591     if (!is_red(f->child[0]) && is_red(f->child[1]))
 592         *root = rotate_tree(f, 0); /* Rotate left */
 593     else if (is_red(f->child[0]) && is_red(f->child[0]->child[0]))
 594         *root = rotate_tree(f, 1); /* Rotate right */
 595 }
 596
 597 /* Get a node with the specified name, creating it if it doesn't exist */
 598 static CheckasmFunc *get_func(CheckasmFunc **root, const char *name)
 599 {
 600     CheckasmFunc *f = *root;
 601
 602     if (f) {
 603         /* Search the tree for a matching node */
 604         int cmp = cmp_func_names(name, f->name);
 605         if (cmp) {
 606             f = get_func(&f->child[cmp > 0], name);
 607
 608             /* Rebalance the tree on the way up if a new node was inserted */
 609             if (!f->versions.func)
 610                 balance_tree(root);
 611         }
 612     } else {
 613         /* Allocate and insert a new node into the tree */
 614         int name_length = strlen(name);
 615         f = *root = checkasm_malloc(sizeof(CheckasmFunc) + name_length);
 616         memcpy(f->name, name, name_length + 1);
 617     }
 618
 619     return f;
 620 }
 621
 622 /* Perform tests and benchmarks for the specified cpu flag if supported by the host */
 623 static void check_cpu_flag(const char *name, int flag)
 624 {
 625     int old_cpu_flag = state.cpu_flag;
 626
 627     flag |= old_cpu_flag;
 628     av_force_cpu_flags(-1);
 629     state.cpu_flag = flag & av_get_cpu_flags();
 630     av_force_cpu_flags(state.cpu_flag);
 631
 632     if (!flag || state.cpu_flag != old_cpu_flag) {
 633         int i;
 634
 635         state.cpu_flag_name = name;
 636         for (i = 0; tests[i].func; i++) {
 637             if (state.test_name && strcmp(tests[i].name, state.test_name))
 638                 continue;
 639             state.current_test_name = tests[i].name;
 640             tests[i].func();
 641         }
 642     }
 643 }
 644
 645 /* Print the name of the current CPU flag, but only do it once */
 646 static void print_cpu_name(void)
 647 {
 648     if (state.cpu_flag_name) {
 649         color_printf(COLOR_YELLOW, "%s:\n", state.cpu_flag_name);
 650         state.cpu_flag_name = NULL;
 651     }
 652 }
 653
 654 #if CONFIG_LINUX_PERF
 655 static int bench_init_linux(void)
 656 {
 657     struct perf_event_attr attr = {
 658         .type           = PERF_TYPE_HARDWARE,
 659         .size           = sizeof(struct perf_event_attr),
 660         .config         = PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES,
 661         .disabled       = 1, // start counting only on demand
 662         .exclude_kernel = 1,
 663         .exclude_hv     = 1,
 664     };
 665
 666     printf("benchmarking with Linux Perf Monitoring API\n");
 667
 668     state.sysfd = syscall(__NR_perf_event_open, &attr, 0, -1, -1, 0);
 669     if (state.sysfd == -1) {
 670         perror("perf_event_open");
 671         return -1;
 672     }
 673     return 0;
 674 }
 675 #elif CONFIG_MACOS_KPERF
 676 static int bench_init_kperf(void)
 677 {
 678     ff_kperf_init();
 679     return 0;
 680 }
 681 #else
 682 static int bench_init_ffmpeg(void)
 683 {
 684 #ifdef AV_READ_TIME
 685     printf("benchmarking with native FFmpeg timers\n");
 686     return 0;
 687 #else
 688     fprintf(stderr, "checkasm: --bench is not supported on your system\n");
 689     return -1;
 690 #endif
 691 }
 692 #endif
 693
 694 static int bench_init(void)
 695 {
 696 #if CONFIG_LINUX_PERF
 697     int ret = bench_init_linux();
 698 #elif CONFIG_MACOS_KPERF
 699     int ret = bench_init_kperf();
 700 #else
 701     int ret = bench_init_ffmpeg();
 702 #endif
 703     if (ret < 0)
 704         return ret;
 705
 706     state.nop_time = measure_nop_time();
 707     printf("nop: %d.%d\n", state.nop_time/10, state.nop_time%10);
 708     return 0;
 709 }
 710
 711 static void bench_uninit(void)
 712 {
 713 #if CONFIG_LINUX_PERF
 714     if (state.sysfd > 0)
 715         close(state.sysfd);
 716 #endif
 717 }
 718
 719 static int usage(const char *path)
 720 {
 721     fprintf(stderr,
 722             "Usage: %s [--bench] [--test=<pattern>] [--verbose] [seed]\n",
 723             path);
 724     return 1;
 725 }
 726
 727 int main(int argc, char *argv[])
 728 {
 729     unsigned int seed = av_get_random_seed();
 730     int i, ret = 0;
 731
 732 #if ARCH_ARM && HAVE_ARMV5TE_EXTERNAL
 733     if (have_vfp(av_get_cpu_flags()) || have_neon(av_get_cpu_flags()))
 734         checkasm_checked_call = checkasm_checked_call_vfp;
 735 #endif
 736
 737     if (!tests[0].func || !cpus[0].flag) {
 738         fprintf(stderr, "checkasm: no tests to perform\n");
 739         return 0;
 740     }
 741
 742     for (i = 1; i < argc; i++) {
 743         const char *arg = argv[i];
 744         unsigned long l;
 745         char *end;
 746
 747         if (!strncmp(arg, "--bench", 7)) {
 748             if (bench_init() < 0)
 749                 return 1;
 750             if (arg[7] == '=') {
 751                 state.bench_pattern = arg + 8;
 752                 state.bench_pattern_len = strlen(state.bench_pattern);
 753             } else
 754                 state.bench_pattern = "";
 755         } else if (!strncmp(arg, "--test=", 7)) {
 756             state.test_name = arg + 7;
 757         } else if (!strcmp(arg, "--verbose") || !strcmp(arg, "-v")) {
 758             state.verbose = 1;
 759         } else if ((l = strtoul(arg, &end, 10)) <= UINT_MAX &&
 760                    *end == '\0') {
 761             seed = l;
 762         } else {
 763             return usage(argv[0]);
 764         }
 765     }
 766
 767     fprintf(stderr, "checkasm: using random seed %u\n", seed);
 768     av_lfg_init(&checkasm_lfg, seed);
 769
 770     check_cpu_flag(NULL, 0);
 771     for (i = 0; cpus[i].flag; i++)
 772         check_cpu_flag(cpus[i].name, cpus[i].flag);
 773
 774     if (state.num_failed) {
 775         fprintf(stderr, "checkasm: %d of %d tests have failed\n", state.num_failed, state.num_checked);
 776         ret = 1;
 777     } else {
 778         fprintf(stderr, "checkasm: all %d tests passed\n", state.num_checked);
 779         if (state.bench_pattern) {
 780             print_benchs(state.funcs);
 781         }
 782     }
 783
 784     destroy_func_tree(state.funcs);
 785     bench_uninit();
 786     return ret;
 787 }
 788
 789 /* Decide whether or not the specified function needs to be tested and
 790  * allocate/initialize data structures if needed. Returns a pointer to a
 791  * reference function if the function should be tested, otherwise NULL */
 792 void *checkasm_check_func(void *func, const char *name, ...)
 793 {
 794     char name_buf[256];
 795     void *ref = func;
 796     CheckasmFuncVersion *v;
 797     int name_length;
 798     va_list arg;
 799
 800     va_start(arg, name);
 801     name_length = vsnprintf(name_buf, sizeof(name_buf), name, arg);
 802     va_end(arg);
 803
 804     if (!func || name_length <= 0 || name_length >= sizeof(name_buf))
 805         return NULL;
 806
 807     state.current_func = get_func(&state.funcs, name_buf);
 808     state.funcs->color = 1;
 809     v = &state.current_func->versions;
 810
 811     if (v->func) {
 812         CheckasmFuncVersion *prev;
 813         do {
 814             /* Only test functions that haven't already been tested */
 815             if (v->func == func)
 816                 return NULL;
 817
 818             if (v->ok)
 819                 ref = v->func;
 820
 821             prev = v;
 822         } while ((v = v->next));
 823
 824         v = prev->next = checkasm_malloc(sizeof(CheckasmFuncVersion));
 825     }
 826
 827     v->func = func;
 828     v->ok = 1;
 829     v->cpu = state.cpu_flag;
 830     state.current_func_ver = v;
 831
 832     if (state.cpu_flag)
 833         state.num_checked++;
 834
 835     return ref;
 836 }
 837
 838 /* Decide whether or not the current function needs to be benchmarked */
 839 int checkasm_bench_func(void)
 840 {
 841     return !state.num_failed && state.bench_pattern &&
 842            !strncmp(state.current_func->name, state.bench_pattern, state.bench_pattern_len);
 843 }
 844
 845 /* Indicate that the current test has failed */
 846 void checkasm_fail_func(const char *msg, ...)
 847 {
 848     if (state.current_func_ver->cpu && state.current_func_ver->ok) {
 849         va_list arg;
 850
 851         print_cpu_name();
 852         fprintf(stderr, "   %s_%s (", state.current_func->name, cpu_suffix(state.current_func_ver->cpu));
 853         va_start(arg, msg);
 854         vfprintf(stderr, msg, arg);
 855         va_end(arg);
 856         fprintf(stderr, ")\n");
 857
 858         state.current_func_ver->ok = 0;
 859         state.num_failed++;
 860     }
 861 }
 862
 863 /* Get the benchmark context of the current function */
 864 CheckasmPerf *checkasm_get_perf_context(void)
 865 {
 866     CheckasmPerf *perf = &state.current_func_ver->perf;
 867     memset(perf, 0, sizeof(*perf));
 868     perf->sysfd = state.sysfd;
 869     return perf;
 870 }
 871
 872 /* Print the outcome of all tests performed since the last time this function was called */
 873 void checkasm_report(const char *name, ...)
 874 {
 875     static int prev_checked, prev_failed, max_length;
 876
 877     if (state.num_checked > prev_checked) {
 878         int pad_length = max_length + 4;
 879         va_list arg;
 880
 881         print_cpu_name();
 882         pad_length -= fprintf(stderr, " - %s.", state.current_test_name);
 883         va_start(arg, name);
 884         pad_length -= vfprintf(stderr, name, arg);
 885         va_end(arg);
 886         fprintf(stderr, "%*c", FFMAX(pad_length, 0) + 2, '[');
 887
 888         if (state.num_failed == prev_failed)
 889             color_printf(COLOR_GREEN, "OK");
 890         else
 891             color_printf(COLOR_RED, "FAILED");
 892         fprintf(stderr, "]\n");
 893
 894         prev_checked = state.num_checked;
 895         prev_failed  = state.num_failed;
 896     } else if (!state.cpu_flag) {
 897         /* Calculate the amount of padding required to make the output vertically aligned */
 898         int length = strlen(state.current_test_name);
 899         va_list arg;
 900
 901         va_start(arg, name);
 902         length += vsnprintf(NULL, 0, name, arg);
 903         va_end(arg);
 904
 905         if (length > max_length)
 906             max_length = length;
 907     }
 908 }
 909
 910 #define DEF_CHECKASM_CHECK_FUNC(type, fmt) \
 911 int checkasm_check_##type(const char *const file, const int line, \
 912                           const type *buf1, ptrdiff_t stride1, \
 913                           const type *buf2, ptrdiff_t stride2, \
 914                           const int w, int h, const char *const name) \
 915 { \
 916     int y = 0; \
 917     stride1 /= sizeof(*buf1); \
 918     stride2 /= sizeof(*buf2); \
 919     for (y = 0; y < h; y++) \
 920         if (memcmp(&buf1[y*stride1], &buf2[y*stride2], w*sizeof(*buf1))) \
 921             break; \
 922     if (y == h) \
 923         return 0; \
 924     checkasm_fail_func("%s:%d", file, line); \
 925     if (!state.verbose) \
 926         return 1; \
 927     fprintf(stderr, "%s:\n", name); \
 928     while (h--) { \
 929         for (int x = 0; x < w; x++) \
 930             fprintf(stderr, " " fmt, buf1[x]); \
 931         fprintf(stderr, "    "); \
 932         for (int x = 0; x < w; x++) \
 933             fprintf(stderr, " " fmt, buf2[x]); \
 934         fprintf(stderr, "    "); \
 935         for (int x = 0; x < w; x++) \
 936             fprintf(stderr, "%c", buf1[x] != buf2[x] ? 'x' : '.'); \
 937         buf1 += stride1; \
 938         buf2 += stride2; \
 939         fprintf(stderr, "\n"); \
 940     } \
 941     return 1; \
 942 }
 943
 944 DEF_CHECKASM_CHECK_FUNC(uint8_t,  "%02x")
 945 DEF_CHECKASM_CHECK_FUNC(uint16_t, "%04x")
 946 DEF_CHECKASM_CHECK_FUNC(uint32_t, "%08x")
 947 DEF_CHECKASM_CHECK_FUNC(int16_t,  "%6d")
 948 DEF_CHECKASM_CHECK_FUNC(int32_t,  "%9d")