]> git.proxmox.com Git - mirror_qemu.git/blobdiff - tests/test-aio-multithread.c
exec.c: get nodes_nb_alloc with one MAX calculation
[mirror_qemu.git] / tests / test-aio-multithread.c
index 534807d45bcd102184c7ee06b7e64078265baca3..d3144be7e0c493d41cd531ed8454785480a9a0ad 100644 (file)
@@ -11,9 +11,7 @@
  */
 
 #include "qemu/osdep.h"
-#include <glib.h>
 #include "block/aio.h"
-#include "qapi/error.h"
 #include "qemu/coroutine.h"
 #include "qemu/thread.h"
 #include "qemu/error-report.h"
@@ -144,17 +142,16 @@ static void finish_cb(void *opaque)
 static coroutine_fn void test_multi_co_schedule_entry(void *opaque)
 {
     g_assert(to_schedule[id] == NULL);
-    atomic_mb_set(&to_schedule[id], qemu_coroutine_self());
 
     while (!atomic_mb_read(&now_stopping)) {
         int n;
 
         n = g_test_rand_int_range(0, NUM_CONTEXTS);
         schedule_next(n);
-        qemu_coroutine_yield();
 
-        g_assert(to_schedule[id] == NULL);
         atomic_mb_set(&to_schedule[id], qemu_coroutine_self());
+        qemu_coroutine_yield();
+        g_assert(to_schedule[id] == NULL);
     }
 }
 
@@ -181,7 +178,7 @@ static void test_multi_co_schedule(int seconds)
     }
 
     join_aio_contexts();
-    g_test_message("scheduled %d, queued %d, retry %d, total %d\n",
+    g_test_message("scheduled %d, queued %d, retry %d, total %d",
                   count_other, count_here, count_retry,
                   count_here + count_other + count_retry);
 }
@@ -196,18 +193,268 @@ static void test_multi_co_schedule_10(void)
     test_multi_co_schedule(10);
 }
 
+/* CoMutex thread-safety.  */
+
+static uint32_t atomic_counter;
+static uint32_t running;
+static uint32_t counter;
+static CoMutex comutex;
+
+static void coroutine_fn test_multi_co_mutex_entry(void *opaque)
+{
+    while (!atomic_mb_read(&now_stopping)) {
+        qemu_co_mutex_lock(&comutex);
+        counter++;
+        qemu_co_mutex_unlock(&comutex);
+
+        /* Increase atomic_counter *after* releasing the mutex.  Otherwise
+         * there is a chance (it happens about 1 in 3 runs) that the iothread
+         * exits before the coroutine is woken up, causing a spurious
+         * assertion failure.
+         */
+        atomic_inc(&atomic_counter);
+    }
+    atomic_dec(&running);
+}
+
+static void test_multi_co_mutex(int threads, int seconds)
+{
+    int i;
+
+    qemu_co_mutex_init(&comutex);
+    counter = 0;
+    atomic_counter = 0;
+    now_stopping = false;
+
+    create_aio_contexts();
+    assert(threads <= NUM_CONTEXTS);
+    running = threads;
+    for (i = 0; i < threads; i++) {
+        Coroutine *co1 = qemu_coroutine_create(test_multi_co_mutex_entry, NULL);
+        aio_co_schedule(ctx[i], co1);
+    }
+
+    g_usleep(seconds * 1000000);
+
+    atomic_mb_set(&now_stopping, true);
+    while (running > 0) {
+        g_usleep(100000);
+    }
+
+    join_aio_contexts();
+    g_test_message("%d iterations/second", counter / seconds);
+    g_assert_cmpint(counter, ==, atomic_counter);
+}
+
+/* Testing with NUM_CONTEXTS threads focuses on the queue.  The mutex however
+ * is too contended (and the threads spend too much time in aio_poll)
+ * to actually stress the handoff protocol.
+ */
+static void test_multi_co_mutex_1(void)
+{
+    test_multi_co_mutex(NUM_CONTEXTS, 1);
+}
+
+static void test_multi_co_mutex_10(void)
+{
+    test_multi_co_mutex(NUM_CONTEXTS, 10);
+}
+
+/* Testing with fewer threads stresses the handoff protocol too.  Still, the
+ * case where the locker _can_ pick up a handoff is very rare, happening
+ * about 10 times in 1 million, so increase the runtime a bit compared to
+ * other "quick" testcases that only run for 1 second.
+ */
+static void test_multi_co_mutex_2_3(void)
+{
+    test_multi_co_mutex(2, 3);
+}
+
+static void test_multi_co_mutex_2_30(void)
+{
+    test_multi_co_mutex(2, 30);
+}
+
+/* Same test with fair mutexes, for performance comparison.  */
+
+#ifdef CONFIG_LINUX
+#include "qemu/futex.h"
+
+/* The nodes for the mutex reside in this structure (on which we try to avoid
+ * false sharing).  The head of the mutex is in the "mutex_head" variable.
+ */
+static struct {
+    int next, locked;
+    int padding[14];
+} nodes[NUM_CONTEXTS] __attribute__((__aligned__(64)));
+
+static int mutex_head = -1;
+
+static void mcs_mutex_lock(void)
+{
+    int prev;
+
+    nodes[id].next = -1;
+    nodes[id].locked = 1;
+    prev = atomic_xchg(&mutex_head, id);
+    if (prev != -1) {
+        atomic_set(&nodes[prev].next, id);
+        qemu_futex_wait(&nodes[id].locked, 1);
+    }
+}
+
+static void mcs_mutex_unlock(void)
+{
+    int next;
+    if (atomic_read(&nodes[id].next) == -1) {
+        if (atomic_read(&mutex_head) == id &&
+            atomic_cmpxchg(&mutex_head, id, -1) == id) {
+            /* Last item in the list, exit.  */
+            return;
+        }
+        while (atomic_read(&nodes[id].next) == -1) {
+            /* mcs_mutex_lock did the xchg, but has not updated
+             * nodes[prev].next yet.
+             */
+        }
+    }
+
+    /* Wake up the next in line.  */
+    next = atomic_read(&nodes[id].next);
+    nodes[next].locked = 0;
+    qemu_futex_wake(&nodes[next].locked, 1);
+}
+
+static void test_multi_fair_mutex_entry(void *opaque)
+{
+    while (!atomic_mb_read(&now_stopping)) {
+        mcs_mutex_lock();
+        counter++;
+        mcs_mutex_unlock();
+        atomic_inc(&atomic_counter);
+    }
+    atomic_dec(&running);
+}
+
+static void test_multi_fair_mutex(int threads, int seconds)
+{
+    int i;
+
+    assert(mutex_head == -1);
+    counter = 0;
+    atomic_counter = 0;
+    now_stopping = false;
+
+    create_aio_contexts();
+    assert(threads <= NUM_CONTEXTS);
+    running = threads;
+    for (i = 0; i < threads; i++) {
+        Coroutine *co1 = qemu_coroutine_create(test_multi_fair_mutex_entry, NULL);
+        aio_co_schedule(ctx[i], co1);
+    }
+
+    g_usleep(seconds * 1000000);
+
+    atomic_mb_set(&now_stopping, true);
+    while (running > 0) {
+        g_usleep(100000);
+    }
+
+    join_aio_contexts();
+    g_test_message("%d iterations/second", counter / seconds);
+    g_assert_cmpint(counter, ==, atomic_counter);
+}
+
+static void test_multi_fair_mutex_1(void)
+{
+    test_multi_fair_mutex(NUM_CONTEXTS, 1);
+}
+
+static void test_multi_fair_mutex_10(void)
+{
+    test_multi_fair_mutex(NUM_CONTEXTS, 10);
+}
+#endif
+
+/* Same test with pthread mutexes, for performance comparison and
+ * portability.  */
+
+static QemuMutex mutex;
+
+static void test_multi_mutex_entry(void *opaque)
+{
+    while (!atomic_mb_read(&now_stopping)) {
+        qemu_mutex_lock(&mutex);
+        counter++;
+        qemu_mutex_unlock(&mutex);
+        atomic_inc(&atomic_counter);
+    }
+    atomic_dec(&running);
+}
+
+static void test_multi_mutex(int threads, int seconds)
+{
+    int i;
+
+    qemu_mutex_init(&mutex);
+    counter = 0;
+    atomic_counter = 0;
+    now_stopping = false;
+
+    create_aio_contexts();
+    assert(threads <= NUM_CONTEXTS);
+    running = threads;
+    for (i = 0; i < threads; i++) {
+        Coroutine *co1 = qemu_coroutine_create(test_multi_mutex_entry, NULL);
+        aio_co_schedule(ctx[i], co1);
+    }
+
+    g_usleep(seconds * 1000000);
+
+    atomic_mb_set(&now_stopping, true);
+    while (running > 0) {
+        g_usleep(100000);
+    }
+
+    join_aio_contexts();
+    g_test_message("%d iterations/second", counter / seconds);
+    g_assert_cmpint(counter, ==, atomic_counter);
+}
+
+static void test_multi_mutex_1(void)
+{
+    test_multi_mutex(NUM_CONTEXTS, 1);
+}
+
+static void test_multi_mutex_10(void)
+{
+    test_multi_mutex(NUM_CONTEXTS, 10);
+}
+
 /* End of tests.  */
 
 int main(int argc, char **argv)
 {
-    init_clocks();
+    init_clocks(NULL);
 
     g_test_init(&argc, &argv, NULL);
     g_test_add_func("/aio/multi/lifecycle", test_lifecycle);
     if (g_test_quick()) {
         g_test_add_func("/aio/multi/schedule", test_multi_co_schedule_1);
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/contended", test_multi_co_mutex_1);
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/handoff", test_multi_co_mutex_2_3);
+#ifdef CONFIG_LINUX
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/mcs", test_multi_fair_mutex_1);
+#endif
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/pthread", test_multi_mutex_1);
     } else {
         g_test_add_func("/aio/multi/schedule", test_multi_co_schedule_10);
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/contended", test_multi_co_mutex_10);
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/handoff", test_multi_co_mutex_2_30);
+#ifdef CONFIG_LINUX
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/mcs", test_multi_fair_mutex_10);
+#endif
+        g_test_add_func("/aio/multi/mutex/pthread", test_multi_mutex_10);
     }
     return g_test_run();
 }