tests/slice-test.c

   1 /* GLIB sliced memory - fast threaded memory chunk allocator
   2  * Copyright (C) 2005 Tim Janik
   3  *
   4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with this library; if not, write to the
  16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  17  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  18  */
  19 #include <glib.h>
  20
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <string.h>
  23
  24 #define quick_rand32()  (rand_accu = 1664525 * rand_accu + 1013904223, rand_accu)
  25 static guint    prime_size = 1021; /* 769; 509 */
  26 static gboolean clean_memchunks = FALSE;
  27 static guint    number_of_blocks = 10000;          /* total number of blocks allocated */
  28 static guint    number_of_repetitions = 10000;     /* number of alloc+free repetitions */
  29 static gboolean want_corruption = FALSE;
  30
  31 /* --- old memchunk prototypes (memchunks.c) --- */
  32 void            old_mem_chunks_init     (void);
  33 GMemChunk*      old_mem_chunk_new       (const gchar  *name,
  34                                          gint          atom_size,
  35                                          gulong        area_size,
  36                                          gint          type);
  37 void            old_mem_chunk_destroy   (GMemChunk *mem_chunk);
  38 gpointer        old_mem_chunk_alloc     (GMemChunk *mem_chunk);
  39 gpointer        old_mem_chunk_alloc0    (GMemChunk *mem_chunk);
  40 void            old_mem_chunk_free      (GMemChunk *mem_chunk,
  41                                          gpointer   mem);
  42 void            old_mem_chunk_clean     (GMemChunk *mem_chunk);
  43 void            old_mem_chunk_reset     (GMemChunk *mem_chunk);
  44 void            old_mem_chunk_print     (GMemChunk *mem_chunk);
  45 void            old_mem_chunk_info      (void);
  46 #ifndef G_ALLOC_AND_FREE
  47 #define G_ALLOC_AND_FREE  2
  48 #endif
  49
  50 /* --- functions --- */
  51 static inline int
  52 corruption (void)
  53 {
  54   if (G_UNLIKELY (want_corruption))
  55     {
  56       /* corruption per call likelyness is about 1:4000000 */
  57       guint32 r = g_random_int() % 8000009;
  58       return r == 277 ? +1 : r == 281 ? -1 : 0;
  59     }
  60   return 0;
  61 }
  62
  63 static inline gpointer
  64 memchunk_alloc (GMemChunk **memchunkp,
  65                 guint       size)
  66 {
  67   size = MAX (size, 1);
  68   if (G_UNLIKELY (!*memchunkp))
  69     *memchunkp = old_mem_chunk_new ("", size, 4096, G_ALLOC_AND_FREE);
  70   return old_mem_chunk_alloc (*memchunkp);
  71 }
  72
  73 static inline void
  74 memchunk_free (GMemChunk *memchunk,
  75                gpointer   chunk)
  76 {
  77   old_mem_chunk_free (memchunk, chunk);
  78   if (clean_memchunks)
  79     old_mem_chunk_clean (memchunk);
  80 }
  81
  82 static gpointer
  83 test_memchunk_thread (gpointer data)
  84 {
  85   GMemChunk **memchunks;
  86   guint i, j;
  87   guint8 **ps;
  88   guint   *ss;
  89   guint32 rand_accu = 2147483563;
  90   /* initialize random numbers */
  91   if (data)
  92     rand_accu = *(guint32*) data;
  93   else
  94     {
  95       GTimeVal rand_tv;
  96       g_get_current_time (&rand_tv);
  97       rand_accu = rand_tv.tv_usec + (rand_tv.tv_sec << 16);
  98     }
  99
 100   /* prepare for memchunk creation */
 101   memchunks = g_alloca (sizeof (memchunks[0]) * prime_size);
 102   memset (memchunks, 0, sizeof (memchunks[0]) * prime_size);
 103
 104   ps = g_new (guint8*, number_of_blocks);
 105   ss = g_new (guint, number_of_blocks);
 106   /* create number_of_blocks random sizes */
 107   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 108     ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 109   /* allocate number_of_blocks blocks */
 110   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 111     ps[i] = memchunk_alloc (&memchunks[ss[i]], ss[i]);
 112   for (j = 0; j < number_of_repetitions; j++)
 113     {
 114       /* free number_of_blocks/2 blocks */
 115       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 116         memchunk_free (memchunks[ss[i]], ps[i]);
 117       /* allocate number_of_blocks/2 blocks with new sizes */
 118       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 119         {
 120           ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 121           ps[i] = memchunk_alloc (&memchunks[ss[i]], ss[i]);
 122         }
 123     }
 124   /* free number_of_blocks blocks */
 125   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 126     memchunk_free (memchunks[ss[i]], ps[i]);
 127   /* alloc and free many equally sized chunks in a row */
 128   for (i = 0; i < number_of_repetitions; i++)
 129     {
 130       guint sz = quick_rand32() % prime_size;
 131       guint k = number_of_blocks / 100;
 132       for (j = 0; j < k; j++)
 133         ps[j] = memchunk_alloc (&memchunks[sz], sz);
 134       for (j = 0; j < k; j++)
 135         memchunk_free (memchunks[sz], ps[j]);
 136     }
 137   /* cleanout memchunks */
 138   for (i = 0; i < prime_size; i++)
 139     if (memchunks[i])
 140       old_mem_chunk_destroy (memchunks[i]);
 141   g_free (ps);
 142   g_free (ss);
 143
 144   return NULL;
 145 }
 146
 147 static gpointer
 148 test_sliced_mem_thread (gpointer data)
 149 {
 150   guint32 rand_accu = 2147483563;
 151   guint i, j;
 152   guint8 **ps;
 153   guint   *ss;
 154
 155   /* initialize random numbers */
 156   if (data)
 157     rand_accu = *(guint32*) data;
 158   else
 159     {
 160       GTimeVal rand_tv;
 161       g_get_current_time (&rand_tv);
 162       rand_accu = rand_tv.tv_usec + (rand_tv.tv_sec << 16);
 163     }
 164
 165   ps = g_new (guint8*, number_of_blocks);
 166   ss = g_new (guint, number_of_blocks);
 167   /* create number_of_blocks random sizes */
 168   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 169     ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 170   /* allocate number_of_blocks blocks */
 171   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 172     ps[i] = g_slice_alloc (ss[i] + corruption());
 173   for (j = 0; j < number_of_repetitions; j++)
 174     {
 175       /* free number_of_blocks/2 blocks */
 176       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 177         g_slice_free1 (ss[i] + corruption(), ps[i] + corruption());
 178       /* allocate number_of_blocks/2 blocks with new sizes */
 179       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 180         {
 181           ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 182           ps[i] = g_slice_alloc (ss[i] + corruption());
 183         }
 184     }
 185   /* free number_of_blocks blocks */
 186   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 187     g_slice_free1 (ss[i] + corruption(), ps[i] + corruption());
 188   /* alloc and free many equally sized chunks in a row */
 189   for (i = 0; i < number_of_repetitions; i++)
 190     {
 191       guint sz = quick_rand32() % prime_size;
 192       guint k = number_of_blocks / 100;
 193       for (j = 0; j < k; j++)
 194         ps[j] = g_slice_alloc (sz + corruption());
 195       for (j = 0; j < k; j++)
 196         g_slice_free1 (sz + corruption(), ps[j] + corruption());
 197     }
 198   g_free (ps);
 199   g_free (ss);
 200
 201   return NULL;
 202 }
 203
 204 static void
 205 usage (void)
 206 {
 207   g_print ("Usage: slice-test [n_threads] [G|S|M|O][f][c][~] [maxblocksize] [seed]\n");
 208 }
 209
 210 int
 211 main (int   argc,
 212       char *argv[])
 213 {
 214   guint seed32, *seedp = NULL;
 215   gboolean ccounters = FALSE, use_memchunks = FALSE;
 216   guint n_threads = 1;
 217   const gchar *mode = "slab allocator + magazine cache", *emode = " ";
 218   if (argc > 1)
 219     n_threads = g_ascii_strtoull (argv[1], NULL, 10);
 220   if (argc > 2)
 221     {
 222       guint i, l = strlen (argv[2]);
 223       for (i = 0; i < l; i++)
 224         switch (argv[2][i])
 225           {
 226           case 'G': /* GLib mode */
 227             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_ALWAYS_MALLOC, FALSE);
 228             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_BYPASS_MAGAZINES, FALSE);
 229             mode = "slab allocator + magazine cache";
 230             break;
 231           case 'S': /* slab mode */
 232             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_ALWAYS_MALLOC, FALSE);
 233             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_BYPASS_MAGAZINES, TRUE);
 234             mode = "slab allocator";
 235             break;
 236           case 'M': /* malloc mode */
 237             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_ALWAYS_MALLOC, TRUE);
 238             mode = "system malloc";
 239             break;
 240           case 'O': /* old memchunks */
 241             use_memchunks = TRUE;
 242             mode = "old memchunks";
 243             break;
 244           case 'f': /* eager freeing */
 245             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_WORKING_SET_MSECS, 0);
 246             clean_memchunks = TRUE;
 247             emode = " with eager freeing";
 248             break;
 249           case 'c': /* print contention counters */
 250             ccounters = TRUE;
 251             break;
 252           case '~':
 253             want_corruption = TRUE; /* force occasional corruption */
 254             break;
 255           default:
 256             usage();
 257             return 1;
 258           }
 259     }
 260   if (argc > 3)
 261     prime_size = g_ascii_strtoull (argv[3], NULL, 10);
 262   if (argc > 4)
 263     {
 264       seed32 = g_ascii_strtoull (argv[4], NULL, 10);
 265       seedp = &seed32;
 266     }
 267
 268   g_thread_init (NULL);
 269
 270   if (argc <= 1)
 271     usage();
 272
 273   {
 274     gchar strseed[64] = "<random>";
 275     GThread **threads;
 276     guint i;
 277
 278     if (seedp)
 279       g_snprintf (strseed, 64, "%u", *seedp);
 280     g_print ("Starting %d threads allocating random blocks <= %u bytes with seed=%s using %s%s\n", n_threads, prime_size, strseed, mode, emode);
 281
 282     threads = g_alloca (sizeof(GThread*) * n_threads);
 283     if (!use_memchunks)
 284       for (i = 0; i < n_threads; i++)
 285         threads[i] = g_thread_create (test_sliced_mem_thread, seedp, TRUE, NULL);
 286     else
 287       {
 288         old_mem_chunks_init();
 289         for (i = 0; i < n_threads; i++)
 290           threads[i] = g_thread_create (test_memchunk_thread, seedp, TRUE, NULL);
 291       }
 292     for (i = 0; i < n_threads; i++)
 293       g_thread_join (threads[i]);
 294
 295     if (ccounters)
 296       {
 297         guint n, n_chunks = g_slice_get_config (G_SLICE_CONFIG_CHUNK_SIZES);
 298         g_print ("    ChunkSize | MagazineSize | Contention\n");
 299         for (i = 0; i < n_chunks; i++)
 300           {
 301             gint64 *vals = g_slice_get_config_state (G_SLICE_CONFIG_CONTENTION_COUNTER, i, &n);
 302             g_print ("  %9llu   |  %9llu   |  %9llu\n", vals[0], vals[2], vals[1]);
 303             g_free (vals);
 304           }
 305       }
 306     else
 307       g_print ("Done.\n");
 308     return 0;
 309   }
 310 }