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 #include <sys/time.h> // gettimeofday
  24
  25 #define quick_rand32()  (rand_accu = 1664525 * rand_accu + 1013904223, rand_accu)
  26 static guint    prime_size = 1021; // 769; // 509
  27 static gboolean clean_memchunks = FALSE;
  28 static guint    number_of_blocks = 10000;          /* total number of blocks allocated */
  29 static guint    number_of_repetitions = 10000;     /* number of alloc+free repetitions */
  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 gpointer
  52 memchunk_alloc (GMemChunk **memchunkp,
  53                 guint       size)
  54 {
  55   size = MAX (size, 1);
  56   if (G_UNLIKELY (!*memchunkp))
  57     *memchunkp = old_mem_chunk_new ("", size, 4096, G_ALLOC_AND_FREE);
  58   return old_mem_chunk_alloc (*memchunkp);
  59 }
  60
  61 static inline void
  62 memchunk_free (GMemChunk *memchunk,
  63                gpointer   chunk)
  64 {
  65   old_mem_chunk_free (memchunk, chunk);
  66   if (clean_memchunks)
  67     old_mem_chunk_clean (memchunk);
  68 }
  69
  70 static gpointer
  71 test_memchunk_thread (gpointer data)
  72 {
  73   GMemChunk **memchunks;
  74   guint i, j;
  75   guint8 **ps;
  76   guint   *ss;
  77   guint32 rand_accu = 2147483563;
  78   /* initialize random numbers */
  79   if (data)
  80     rand_accu = *(guint32*) data;
  81   else
  82     {
  83       struct timeval rand_tv;
  84       gettimeofday (&rand_tv, NULL);
  85       rand_accu = rand_tv.tv_usec + (rand_tv.tv_sec << 16);
  86     }
  87
  88   /* prepare for memchunk creation */
  89   memchunks = g_alloca (sizeof (memchunks[0]) * prime_size);
  90   memset (memchunks, 0, sizeof (memchunks[0]) * prime_size);
  91
  92   ps = g_new (guint8*, number_of_blocks);
  93   ss = g_new (guint, number_of_blocks);
  94   /* create number_of_blocks random sizes */
  95   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
  96     ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
  97   /* allocate number_of_blocks blocks */
  98   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
  99     ps[i] = memchunk_alloc (&memchunks[ss[i]], ss[i]);
 100   for (j = 0; j < number_of_repetitions; j++)
 101     {
 102       /* free number_of_blocks/2 blocks */
 103       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 104         memchunk_free (memchunks[ss[i]], ps[i]);
 105       /* allocate number_of_blocks/2 blocks with new sizes */
 106       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 107         {
 108           ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 109           ps[i] = memchunk_alloc (&memchunks[ss[i]], ss[i]);
 110         }
 111     }
 112   /* free number_of_blocks blocks */
 113   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 114     memchunk_free (memchunks[ss[i]], ps[i]);
 115   /* alloc and free many equally sized chunks in a row */
 116   for (i = 0; i < number_of_repetitions; i++)
 117     {
 118       guint sz = quick_rand32() % prime_size;
 119       guint k = number_of_blocks / 100;
 120       for (j = 0; j < k; j++)
 121         ps[j] = memchunk_alloc (&memchunks[sz], sz);
 122       for (j = 0; j < k; j++)
 123         memchunk_free (memchunks[sz], ps[j]);
 124     }
 125   /* cleanout memchunks */
 126   for (i = 0; i < prime_size; i++)
 127     if (memchunks[i])
 128       old_mem_chunk_destroy (memchunks[i]);
 129   g_free (ps);
 130   g_free (ss);
 131
 132   return NULL;
 133 }
 134
 135 static gpointer
 136 test_sliced_mem_thread (gpointer data)
 137 {
 138   guint32 rand_accu = 2147483563;
 139   /* initialize random numbers */
 140   if (data)
 141     rand_accu = *(guint32*) data;
 142   else
 143     {
 144       struct timeval rand_tv;
 145       gettimeofday (&rand_tv, NULL);
 146       rand_accu = rand_tv.tv_usec + (rand_tv.tv_sec << 16);
 147     }
 148
 149   guint i, j;
 150   guint8 **ps = g_new (guint8*, number_of_blocks);
 151   guint   *ss = g_new (guint, number_of_blocks);
 152   /* create number_of_blocks random sizes */
 153   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 154     ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 155   /* allocate number_of_blocks blocks */
 156   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 157     ps[i] = g_slice_alloc (ss[i]);
 158   for (j = 0; j < number_of_repetitions; j++)
 159     {
 160       /* free number_of_blocks/2 blocks */
 161       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 162         g_slice_free1 (ss[i], ps[i]);
 163       /* allocate number_of_blocks/2 blocks with new sizes */
 164       for (i = 0; i < number_of_blocks; i += 2)
 165         {
 166           ss[i] = quick_rand32() % prime_size;
 167           ps[i] = g_slice_alloc (ss[i]);
 168         }
 169     }
 170   /* free number_of_blocks blocks */
 171   for (i = 0; i < number_of_blocks; i++)
 172     g_slice_free1 (ss[i], ps[i]);
 173   /* alloc and free many equally sized chunks in a row */
 174   for (i = 0; i < number_of_repetitions; i++)
 175     {
 176       guint sz = quick_rand32() % prime_size;
 177       guint k = number_of_blocks / 100;
 178       for (j = 0; j < k; j++)
 179         ps[j] = g_slice_alloc (sz);
 180       for (j = 0; j < k; j++)
 181         g_slice_free1 (sz, ps[j]);
 182     }
 183   g_free (ps);
 184   g_free (ss);
 185
 186   return NULL;
 187 }
 188
 189 static void
 190 usage (void)
 191 {
 192   g_print ("Usage: gslicedmemory [n_threads] [G|S|M|O][f][c] [maxblocksize] [seed]\n");
 193 }
 194
 195 int
 196 main (int   argc,
 197       char *argv[])
 198 {
 199   guint seed32, *seedp = NULL;
 200   gboolean ccounters = FALSE, use_memchunks = FALSE;
 201   guint n_threads = 1;
 202   const gchar *mode = "slab allocator + magazine cache", *emode = " ";
 203   if (argc > 1)
 204     n_threads = g_ascii_strtoull (argv[1], NULL, 10);
 205   if (argc > 2)
 206     {
 207       guint i, l = strlen (argv[2]);
 208       for (i = 0; i < l; i++)
 209         switch (argv[2][i])
 210           {
 211           case 'G': /* GLib mode */
 212             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_ALWAYS_MALLOC, FALSE);
 213             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_BYPASS_MAGAZINES, FALSE);
 214             mode = "slab allocator + magazine cache";
 215             break;
 216           case 'S': /* slab mode */
 217             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_ALWAYS_MALLOC, FALSE);
 218             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_BYPASS_MAGAZINES, TRUE);
 219             mode = "slab allocator";
 220             break;
 221           case 'M': /* malloc mode */
 222             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_ALWAYS_MALLOC, TRUE);
 223             mode = "system malloc";
 224             break;
 225           case 'O': /* old memchunks */
 226             use_memchunks = TRUE;
 227             mode = "old memchunks";
 228             break;
 229           case 'f': /* eager freeing */
 230             g_slice_set_config (G_SLICE_CONFIG_WORKING_SET_MSECS, 0);
 231             clean_memchunks = TRUE;
 232             emode = " with eager freeing";
 233             break;
 234           case 'c': /* print contention counters */
 235             ccounters = TRUE;
 236             break;
 237           default:
 238             usage();
 239             return 1;
 240           }
 241     }
 242   if (argc > 3)
 243     prime_size = g_ascii_strtoull (argv[3], NULL, 10);
 244   if (argc > 4)
 245     {
 246       seed32 = g_ascii_strtoull (argv[4], NULL, 10);
 247       seedp = &seed32;
 248     }
 249
 250   g_thread_init (NULL);
 251
 252   if (argc <= 1)
 253     usage();
 254
 255   gchar strseed[64] = "<random>";
 256   if (seedp)
 257     g_snprintf (strseed, 64, "%u", *seedp);
 258   g_print ("Starting %d threads allocating random blocks <= %u bytes with seed=%s using %s%s\n", n_threads, prime_size, strseed, mode, emode);
 259
 260   GThread *threads[n_threads];
 261   guint i;
 262   if (!use_memchunks)
 263     for (i = 0; i < n_threads; i++)
 264       threads[i] = g_thread_create_full (test_sliced_mem_thread, seedp, 0, TRUE, FALSE, 0, NULL);
 265   else
 266     {
 267       old_mem_chunks_init();
 268       for (i = 0; i < n_threads; i++)
 269         threads[i] = g_thread_create_full (test_memchunk_thread, seedp, 0, TRUE, FALSE, 0, NULL);
 270     }
 271   for (i = 0; i < n_threads; i++)
 272     g_thread_join (threads[i]);
 273
 274   if (ccounters)
 275     {
 276       guint n, n_chunks = g_slice_get_config (G_SLICE_CONFIG_CHUNK_SIZES);
 277       g_print ("    ChunkSize | MagazineSize | Contention\n");
 278       for (i = 0; i < n_chunks; i++)
 279         {
 280           gint64 *vals = g_slice_get_config_state (G_SLICE_CONFIG_CONTENTION_COUNTER, i, &n);
 281           g_print ("  %9llu   |  %9llu   |  %9llu\n", vals[0], vals[2], vals[1]);
 282           g_free (vals);
 283         }
 284     }
 285   else
 286     g_print ("Done.\n");
 287   return 0;
 288 }