bmalloc: Misc improvements to MallocBench
[WebKit.git] / PerformanceTests / MallocBench / MallocBench / Benchmark.cpp
1 /*
2  * Copyright (C) 2014 Apple Inc. All rights reserved.
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
9  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
11  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
12  *
13  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY APPLE INC. ``AS IS'' AND ANY
14  * EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
15  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
16  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL APPLE INC. OR
17  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
18  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
19  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
20  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY
21  * OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
22  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
23  * OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE. 
24  */
25
26 #include "Benchmark.h"
27 #include "CPUCount.h"
28 #include "alloc_free.h"
29 #include "balloon.h"
30 #include "big.h"
31 #include "churn.h"
32 #include "facebook.h"
33 #include "flickr.h"
34 #include "fragment.h"
35 #include "list.h"
36 #include "medium.h"
37 #include "message.h"
38 #include "nimlang.h"
39 #include "reddit.h"
40 #include "realloc.h"
41 #include "stress.h"
42 #include "stress_aligned.h"
43 #include "theverge.h"
44 #include "tree.h"
45 #include <dispatch/dispatch.h>
46 #include <iostream>
47 #include <mach/mach.h>
48 #include <mach/task_info.h>
49 #include <map>
50 #include <string>
51 #include <sys/time.h>
52 #include <thread>
53 #include <unistd.h>
54
55 #include "mbmalloc.h"
56
57 using namespace std;
58
59 struct BenchmarkPair {
60     const char* const name;
61     const BenchmarkFunction function;
62 };
63
64 static const BenchmarkPair benchmarkPairs[] = {
65     { "alloc_free", benchmark_alloc_free },
66     { "balloon", benchmark_balloon },
67     { "big", benchmark_big },
68     { "churn", benchmark_churn },
69     { "facebook", benchmark_facebook },
70     { "flickr", benchmark_flickr },
71     { "flickr_memory_warning", benchmark_flickr_memory_warning },
72     { "fragment", benchmark_fragment },
73     { "fragment_iterate", benchmark_fragment_iterate },
74     { "list_allocate", benchmark_list_allocate },
75     { "list_traverse", benchmark_list_traverse },
76     { "medium", benchmark_medium },
77     { "message_many", benchmark_message_many },
78     { "message_one", benchmark_message_one },
79     { "nimlang", benchmark_nimlang },
80     { "realloc", benchmark_realloc },
81     { "reddit", benchmark_reddit },
82     { "reddit_memory_warning", benchmark_reddit_memory_warning },
83     { "stress", benchmark_stress },
84     { "stress_aligned", benchmark_stress_aligned },
85     { "theverge", benchmark_theverge },
86     { "theverge_memory_warning", benchmark_theverge_memory_warning },
87     { "tree_allocate", benchmark_tree_allocate },
88     { "tree_churn", benchmark_tree_churn },
89     { "tree_traverse", benchmark_tree_traverse },
90 };
91
92 static const size_t benchmarksPairsCount = sizeof(benchmarkPairs) / sizeof(BenchmarkPair);
93
94 static inline bool operator==(const BenchmarkPair& benchmarkPair, const string& string)
95 {
96     return string == benchmarkPair.name;
97 }
98
99 static void*** allocateHeap(size_t heapSize, size_t chunkSize, size_t objectSize)
100 {
101     if (!heapSize)
102         return 0;
103
104     size_t chunkCount = heapSize / chunkSize;
105     size_t objectCount = chunkSize / objectSize;
106     void*** chunks = (void***)mbmalloc(chunkCount * sizeof(void**));
107     for (size_t i = 0; i < chunkCount; ++i) {
108         chunks[i] = (void**)mbmalloc(objectCount * sizeof(void*));
109         for (size_t j = 0; j < objectCount; ++j) {
110             chunks[i][j] = (void*)mbmalloc(objectSize);
111             bzero(chunks[i][j], objectSize);
112         }
113     }
114     return chunks;
115 }
116
117 static void deallocateHeap(void*** chunks, size_t heapSize, size_t chunkSize, size_t objectSize)
118 {
119     if (!heapSize)
120         return;
121
122     size_t chunkCount = heapSize / chunkSize;
123     size_t objectCount = chunkSize / objectSize;
124     for (size_t i = 0; i < chunkCount; ++i) {
125         for (size_t j = 0; j < objectCount; ++j)
126             mbfree(chunks[i][j], objectSize);
127         mbfree(chunks[i], objectCount * sizeof(void*));
128     }
129     mbfree(chunks, chunkCount * sizeof(void**));
130 }
131
132 Benchmark::Benchmark(CommandLine& commandLine)
133     : m_benchmarkPair()
134     , m_elapsedTime()
135     , m_commandLine(commandLine)
136 {
137     const BenchmarkPair* benchmarkPair = std::find(
138         benchmarkPairs, benchmarkPairs + benchmarksPairsCount, m_commandLine.benchmarkName());
139     if (benchmarkPair == benchmarkPairs + benchmarksPairsCount)
140         return;
141     
142     m_benchmarkPair = benchmarkPair;
143 }
144     
145 void Benchmark::printBenchmarks()
146 {
147     cout << "Benchmarks: " << endl;
148     for (size_t i = 0; i < benchmarksPairsCount; ++i)
149         cout << "\t" << benchmarkPairs[i].name << endl;
150 }
151
152 void Benchmark::runOnce()
153 {
154     if (!m_commandLine.isParallel()) {
155         m_benchmarkPair->function(m_commandLine);
156         return;
157     }
158
159     dispatch_group_t group = dispatch_group_create();
160
161     for (size_t i = 0; i < cpuCount(); ++i) {
162         dispatch_group_async(group, dispatch_get_global_queue(DISPATCH_QUEUE_PRIORITY_HIGH, 0), ^{
163             m_benchmarkPair->function(m_commandLine);
164         });
165     }
166
167     dispatch_group_wait(group, DISPATCH_TIME_FOREVER);
168
169     dispatch_release(group);
170 }
171
172 void Benchmark::run()
173 {
174     static const size_t objectSize = 32;
175     static const size_t chunkSize = 1024 * 1024;
176     
177     void*** heap = allocateHeap(m_commandLine.heapSize(), chunkSize, objectSize);
178
179     if (m_commandLine.warmUp())
180         runOnce(); // Warmup run.
181
182     size_t runs = m_commandLine.runs();
183
184     for (size_t i = 0; i < runs; ++i) {
185         double start = currentTimeMS();
186         runOnce();
187         double end = currentTimeMS();
188         double elapsed = end - start;
189         m_elapsedTime += elapsed;
190     }
191     m_elapsedTime /= runs;
192
193     deallocateHeap(heap, m_commandLine.heapSize(), chunkSize, objectSize);
194     
195     mbscavenge();
196     m_memory = currentMemoryBytes();
197 }
198
199 void Benchmark::printReport()
200 {
201     size_t kB = 1024;
202
203     cout << "Time:       \t" << m_elapsedTime << "ms" << endl;
204     cout << "Peak Memory:\t" << m_memory.residentMax / kB << "kB" << endl;
205     cout << "Memory at End:     \t" << m_memory.resident / kB << "kB" << endl;
206 }
207
208 double Benchmark::currentTimeMS()
209 {
210     struct timeval now;
211     gettimeofday(&now, 0);
212     return (now.tv_sec * 1000.0) + now.tv_usec / 1000.0;
213 }
214
215 Benchmark::Memory Benchmark::currentMemoryBytes()
216 {
217     Memory memory;
218
219     task_vm_info_data_t vm_info;
220     mach_msg_type_number_t vm_size = TASK_VM_INFO_COUNT;
221     if (KERN_SUCCESS != task_info(mach_task_self(), TASK_VM_INFO_PURGEABLE, (task_info_t)(&vm_info), &vm_size)) {
222         cout << "Failed to get mach task info" << endl;
223         exit(1);
224     }
225
226     memory.resident = vm_info.internal + vm_info.compressed - vm_info.purgeable_volatile_pmap;
227     memory.residentMax = vm_info.resident_size_peak;
228     return memory;
229 }