Quelle  find-bit-bench.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Benchmark find_next_bit and related bit operations.
 *
 * Copyright 2020 Google LLC.
 */
#include <stdlib.h>
#include "bench.h"
#include "../util/stat.h"
#include <linux/bitmap.h>
#include <linux/bitops.h>
#include <linux/time64.h>
#include <subcmd/parse-options.h>

static unsigned int outer_iterations = 5;
static unsigned int inner_iterations = 100000;

static const struct option options[] = {
 OPT_UINTEGER('i', "outer-iterations", &outer_iterations,
  "Number of outer iterations used"),
 OPT_UINTEGER('j', "inner-iterations", &inner_iterations,
  "Number of inner iterations used"),
 OPT_END()
};

static const char *const bench_usage[] = {
 "perf bench mem find_bit ",
 NULL
};

static unsigned int accumulator;
static unsigned int use_of_val;

static noinline void workload(int val)
{
 use_of_val += val;
 accumulator++;
}

#if (defined(__i386__) || defined(__x86_64__)) && defined(__GCC_ASM_FLAG_OUTPUTS__)
static bool asm_test_bit(long nr, const unsigned long *addr)
{
 bool oldbit;

 asm volatile("bt %2,%1"
       : "=@ccc" (oldbit)
       : "m" (*(unsigned long *)addr), "Ir" (nr) : "memory");

 return oldbit;
}
#else
#define asm_test_bit test_bit
#endif

static int do_for_each_set_bit(unsigned int num_bits)
{
 unsigned long *to_test = bitmap_zalloc(num_bits);
 struct timeval start, end, diff;
 u64 runtime_us;
 struct stats fb_time_stats, tb_time_stats;
 double time_average, time_stddev;
 unsigned int bit, i, j;
 unsigned int set_bits, skip;

 init_stats(&fb_time_stats);
 init_stats(&tb_time_stats);

 for (set_bits = 1; set_bits <= num_bits; set_bits <<= 1) {
  bitmap_zero(to_test, num_bits);
  skip = num_bits / set_bits;
  for (i = 0; i < num_bits; i += skip)
   __set_bit(i, to_test);

  for (i = 0; i < outer_iterations; i++) {
#ifndef NDEBUG
   unsigned int old = accumulator;
#endif

   gettimeofday(&start, NULL);
   for (j = 0; j < inner_iterations; j++) {
    for_each_set_bit(bit, to_test, num_bits)
     workload(bit);
   }
   gettimeofday(&end, NULL);
   assert(old + (inner_iterations * set_bits) == accumulator);
   timersub(&end, &start, &diff);
   runtime_us = diff.tv_sec * USEC_PER_SEC + diff.tv_usec;
   update_stats(&fb_time_stats, runtime_us);

#ifndef NDEBUG
   old = accumulator;
#endif
   gettimeofday(&start, NULL);
   for (j = 0; j < inner_iterations; j++) {
    for (bit = 0; bit < num_bits; bit++) {
     if (asm_test_bit(bit, to_test))
      workload(bit);
    }
   }
   gettimeofday(&end, NULL);
   assert(old + (inner_iterations * set_bits) == accumulator);
   timersub(&end, &start, &diff);
   runtime_us = diff.tv_sec * USEC_PER_SEC + diff.tv_usec;
   update_stats(&tb_time_stats, runtime_us);
  }

  printf("%d operations %d bits set of %d bits\n",
   inner_iterations, set_bits, num_bits);
  time_average = avg_stats(&fb_time_stats);
  time_stddev = stddev_stats(&fb_time_stats);
  printf(" Average for_each_set_bit took: %.3f usec (+- %.3f usec)\n",
   time_average, time_stddev);
  time_average = avg_stats(&tb_time_stats);
  time_stddev = stddev_stats(&tb_time_stats);
  printf(" Average test_bit loop took: %.3f usec (+- %.3f usec)\n",
   time_average, time_stddev);

  if (use_of_val == accumulator)  /* Try to avoid compiler tricks. */
   printf("\n");
 }
 bitmap_free(to_test);
 return 0;
}

int bench_mem_find_bit(int argc, const char **argv)
{
 int err = 0, i;

 argc = parse_options(argc, argv, options, bench_usage, 0);
 if (argc) {
  usage_with_options(bench_usage, options);
  exit(EXIT_FAILURE);
 }

 for (i = 1; i <= 2048; i <<= 1)
  do_for_each_set_bit(i);

 return err;
}