src/datastore/perf_datastore_api.c

   1 /*
   2      This file is part of GNUnet.
   3      Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2007, 2009, 2011, 2015 GNUnet e.V.
   4
   5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
   6      it under the terms of the GNU General Public License as published
   7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
   8      option) any later version.
   9
  10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
  11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13      General Public License for more details.
  14
  15      You should have received a copy of the GNU General Public License
  16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
  17      Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
  18      Boston, MA 02110-1301, USA.
  19 */
  20 /*
  21  * @file datastore/perf_datastore_api.c
  22  * @brief performance measurement for the datastore implementation
  23  * @author Christian Grothoff
  24  *
  25  * This testcase inserts a bunch of (variable size) data and then
  26  * deletes data until the (reported) database size drops below a given
  27  * threshold.  This is iterated 10 times, with the actual size of the
  28  * content stored and the number of operations performed being printed
  29  * for each iteration.  The code also prints a "I" for every 40 blocks
  30  * inserted and a "D" for every 40 blocks deleted.  The deletion
  31  * strategy uses the "random" iterator.  Priorities and expiration
  32  * dates are set using a pseudo-random value within a realistic range.
  33  */
  34 #include "platform.h"
  35 #include "gnunet_util_lib.h"
  36 #include "gnunet_protocols.h"
  37 #include "gnunet_datastore_service.h"
  38 #include "gnunet_testing_lib.h"
  39 #include <gauger.h>
  40
  41 /**
  42  * How long until we give up on transmitting the message?
  43  */
  44 #define TIMEOUT GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 15)
  45
  46 /**
  47  * Target datastore size (in bytes).
  48  */
  49 #define MAX_SIZE (1024LL * 1024 * 4)
  50
  51 /**
  52  * Report progress outside of major reports? Should probably be #GNUNET_YES if
  53  * size is > 16 MB.
  54  */
  55 #define REPORT_ID GNUNET_YES
  56
  57 /**
  58  * Number of put operations equivalent to 1/3rd of #MAX_SIZE
  59  */
  60 #define PUT_10 MAX_SIZE / 32 / 1024 / 3
  61
  62 /**
  63  * Total number of iterations (each iteration doing
  64  * PUT_10 put operations); we report full status every
  65  * 10 iterations.  Abort with CTRL-C.
  66  */
  67 #define ITERATIONS 8
  68
  69 /**
  70  * Total number of iterations to do to go beyond the quota.
  71  * The quota is set to 10 MB or 2.5 times #MAX_SIZE,
  72  * so we got 16 times #MAX_SIZE to be sure to hit it a LOT.
  73  */
  74 #define QUOTA_PUTS (MAX_SIZE / 32 / 1024 * 16LL)
  75
  76
  77 /**
  78  * Number of bytes stored in the datastore in total.
  79  */
  80 static unsigned long long stored_bytes;
  81
  82 /**
  83  * Number of entries stored in the datastore in total.
  84  */
  85 static unsigned long long stored_entries;
  86
  87 /**
  88  * Number of database operations performed.  Inserting
  89  * counts as one operation, deleting as two (as deletion
  90  * requires selecting a value for deletion first).
  91  */
  92 static unsigned long long stored_ops;
  93
  94 /**
  95  * Start time of the benchmark.
  96  */
  97 static struct GNUNET_TIME_Absolute start_time;
  98
  99 /**
 100  * Database backend we use.
 101  */
 102 static const char *plugin_name;
 103
 104 /**
 105  * Handle to the datastore.
 106  */
 107 static struct GNUNET_DATASTORE_Handle *datastore;
 108
 109 /**
 110  * Value we return from #main().
 111  */
 112 static int ok;
 113
 114 /**
 115  * Which phase of the process are we in?
 116  */
 117 enum RunPhase
 118 {
 119   /**
 120    * We are done (shutting down normally).
 121    */
 122   RP_DONE = 0,
 123
 124   /**
 125    * We are adding new entries to the datastore.
 126    */
 127   RP_PUT,
 128
 129   /**
 130    * We are deleting entries from the datastore.
 131    */
 132   RP_CUT,
 133
 134   /**
 135    * We are putting as much as we can to see how the database performs
 136    * when it reaches the quota and has to auto-delete (see #3903).
 137    */
 138   RP_PUT_QUOTA,
 139
 140   /**
 141    * We are generating a report.
 142    */
 143   RP_REPORT,
 144
 145   /**
 146    * Execution failed with some kind of error.
 147    */
 148   RP_ERROR
 149 };
 150
 151
 152 /**
 153  * Closure we give to all of the functions executing the
 154  * benchmark.  Could right now be global, but this allows
 155  * us to theoretically run multiple clients "in parallel".
 156  */
 157 struct CpsRunContext
 158 {
 159   /**
 160    * Execution phase we are in.
 161    */
 162   enum RunPhase phase;
 163
 164   /**
 165    * Size of the value we are currently storing (during #RP_PUT).
 166    */
 167   size_t size;
 168
 169   /**
 170    * Current iteration counter, we are done with the benchmark
 171    * once it hits #ITERATIONS.
 172    */
 173   unsigned int i;
 174
 175   /**
 176    * Counts the number of items put in the current phase.
 177    * Once it hits #PUT_10, we progress tot he #RP_CUT phase
 178    * or are done if @e i reaches #ITERATIONS.
 179    */
 180   unsigned int j;
 181 };
 182
 183
 184 /**
 185  * Main state machine.  Executes the next step of the benchmark
 186  * depending on the current state.
 187  *
 188  * @param cls the `struct CpsRunContext`
 189  */
 190 static void
 191 run_continuation (void *cls);
 192
 193
 194 /**
 195  * Continuation called to notify client about result of the insertion
 196  * operation.  Checks for errors, updates our iteration counters and
 197  * continues execution with #run_continuation().
 198  *
 199  * @param cls the `struct CpsRunContext`
 200  * @param success #GNUNET_SYSERR on failure
 201  * @param min_expiration minimum expiration time required for content to be stored
 202  *                by the datacache at this time, zero for unknown
 203  * @param msg NULL on success, otherwise an error message
 204  */
 205 static void
 206 check_success (void *cls,
 207                int success,
 208                struct GNUNET_TIME_Absolute min_expiration,
 209                const char *msg)
 210 {
 211   struct CpsRunContext *crc = cls;
 212
 213 #if REPORT_ID
 214   FPRINTF (stderr, "%s",  (GNUNET_OK == success) ? "I" : "i");
 215 #endif
 216   if (GNUNET_OK != success)
 217   {
 218     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 219                 "Check success failed: `%s'\n",
 220                 msg);
 221     crc->phase = RP_ERROR;
 222     GNUNET_SCHEDULER_add_now (&run_continuation,
 223                               crc);
 224     return;
 225   }
 226   stored_bytes += crc->size;
 227   stored_ops++;
 228   stored_entries++;
 229   crc->j++;
 230   switch (crc->phase)
 231   {
 232   case RP_PUT:
 233     if (crc->j >= PUT_10)
 234     {
 235       crc->j = 0;
 236       crc->i++;
 237       if (crc->i == ITERATIONS)
 238         crc->phase = RP_PUT_QUOTA;
 239       else
 240         crc->phase = RP_CUT;
 241     }
 242     break;
 243   case RP_PUT_QUOTA:
 244     if (crc->j >= QUOTA_PUTS)
 245     {
 246       crc->j = 0;
 247       crc->phase = RP_DONE;
 248     }
 249     break;
 250   default:
 251     GNUNET_assert (0);
 252   }
 253   GNUNET_SCHEDULER_add_now (&run_continuation,
 254                             crc);
 255 }
 256
 257
 258 /**
 259  * Continuation called to notify client about result of the
 260  * deletion operation.  Checks for errors and continues
 261  * execution with #run_continuation().
 262  *
 263  * @param cls the `struct CpsRunContext`
 264  * @param success #GNUNET_SYSERR on failure
 265  * @param min_expiration minimum expiration time required for content to be stored
 266  *                by the datacache at this time, zero for unknown
 267  * @param msg NULL on success, otherwise an error message
 268  */
 269 static void
 270 remove_next (void *cls,
 271              int success,
 272              struct GNUNET_TIME_Absolute min_expiration,
 273              const char *msg)
 274 {
 275   struct CpsRunContext *crc = cls;
 276
 277   if (GNUNET_OK != success)
 278   {
 279     GNUNET_log (GNUNET_ERROR_TYPE_ERROR,
 280                 "remove_next failed: `%s'\n",
 281                 msg);
 282     crc->phase = RP_ERROR;
 283     GNUNET_SCHEDULER_add_now (&run_continuation,
 284                               crc);
 285     return;
 286   }
 287 #if REPORT_ID
 288   FPRINTF (stderr, "%s",  "D");
 289 #endif
 290   GNUNET_assert (GNUNET_OK == success);
 291   GNUNET_SCHEDULER_add_now (&run_continuation,
 292                             crc);
 293 }
 294
 295
 296 /**
 297  * We have selected a value for deletion, trigger removal.
 298  *
 299  * @param cls the `struct CpsRunContext`
 300  * @param key key for the content
 301  * @param size number of bytes in data
 302  * @param data content stored
 303  * @param type type of the content
 304  * @param priority priority of the content
 305  * @param anonymity anonymity-level for the content
 306  * @param expiration expiration time for the content
 307  * @param uid unique identifier for the datum;
 308  *        maybe 0 if no unique identifier is available
 309  */
 310 static void
 311 delete_value (void *cls,
 312               const struct GNUNET_HashCode *key,
 313               size_t size,
 314               const void *data,
 315               enum GNUNET_BLOCK_Type type,
 316               uint32_t priority,
 317               uint32_t anonymity,
 318               struct GNUNET_TIME_Absolute expiration,
 319               uint64_t uid)
 320 {
 321   struct CpsRunContext *crc = cls;
 322
 323   GNUNET_assert (NULL != key);
 324   stored_ops++;
 325   stored_bytes -= size;
 326   stored_entries--;
 327   stored_ops++;
 328   if (stored_bytes < MAX_SIZE)
 329     crc->phase = RP_PUT;
 330   GNUNET_assert (NULL !=
 331                  GNUNET_DATASTORE_remove (datastore,
 332                                           key,
 333                                           size,
 334                                           data, 1, 1,
 335                                           TIMEOUT,
 336                                           &remove_next, crc));
 337 }
 338
 339
 340 /**
 341  * Main state machine.  Executes the next step of the benchmark
 342  * depending on the current state.
 343  *
 344  * @param cls the `struct CpsRunContext`
 345  */
 346 static void
 347 run_continuation (void *cls)
 348 {
 349   struct CpsRunContext *crc = cls;
 350   size_t size;
 351   static struct GNUNET_HashCode key;
 352   static char data[65536];
 353   char gstr[128];
 354   const struct GNUNET_SCHEDULER_TaskContext *tc;
 355
 356   tc = GNUNET_SCHEDULER_get_task_context ();
 357   if (0 != (tc->reason & GNUNET_SCHEDULER_REASON_SHUTDOWN))
 358     crc->phase = RP_ERROR;
 359   ok = (int) crc->phase;
 360   switch (crc->phase)
 361   {
 362   case RP_PUT:
 363     memset (&key,
 364             256 - crc->i,
 365             sizeof (struct GNUNET_HashCode));
 366     /* most content is 32k */
 367     size = 32 * 1024;
 368     if (0 ==
 369         GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
 370                                   16)) /* but some of it is less! */
 371       size = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
 372                                        32 * 1024);
 373     crc->size = size = size - (size & 7);       /* always multiple of 8 */
 374     GNUNET_CRYPTO_hash (&key,
 375                         sizeof (struct GNUNET_HashCode),
 376                         &key);
 377     memset (data,
 378             (int) crc->j,
 379             size);
 380     if (crc->j > 255)
 381       memset (data,
 382               (int) (crc->j - 255),
 383               size / 2);
 384     data[0] = crc->i;
 385     GNUNET_assert (NULL !=
 386                    GNUNET_DATASTORE_put (datastore,
 387                                          0,
 388                                          &key,
 389                                          size,
 390                                          data,
 391                                          crc->j + 1,
 392                                          GNUNET_CRYPTO_random_u32
 393                                          (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, 100),
 394                                          crc->j,
 395                                          0,
 396                                          GNUNET_TIME_relative_to_absolute
 397                                          (GNUNET_TIME_relative_multiply
 398                                           (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS,
 399                                            GNUNET_CRYPTO_random_u32
 400                                            (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, 1000))),
 401                                          1,
 402                                          1,
 403                                          TIMEOUT,
 404                                          &check_success, crc));
 405     break;
 406   case RP_CUT:
 407     /* trim down below MAX_SIZE again */
 408     GNUNET_assert (NULL !=
 409                    GNUNET_DATASTORE_get_for_replication (datastore,
 410                                                          1, 1,
 411                                                          TIMEOUT,
 412                                                          &delete_value,
 413                                                          crc));
 414     break;
 415   case RP_REPORT:
 416     printf (
 417 #if REPORT_ID
 418              "\n"
 419 #endif
 420              "Stored %llu kB / %lluk ops / %llu ops/s\n",
 421              stored_bytes / 1024,  /* used size in k */
 422              stored_ops / 1024, /* total operations (in k) */
 423              1000LL * 1000LL * stored_ops / (1 +
 424                                              GNUNET_TIME_absolute_get_duration
 425                                              (start_time).rel_value_us));
 426     crc->phase = RP_PUT;
 427     crc->j = 0;
 428     GNUNET_SCHEDULER_add_now (&run_continuation,
 429                               crc);
 430     break;
 431   case RP_PUT_QUOTA:
 432     memset (&key,
 433             256 - crc->i,
 434             sizeof (struct GNUNET_HashCode));
 435     /* most content is 32k */
 436     size = 32 * 1024;
 437     if (0 ==
 438         GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
 439                                   16)) /* but some of it is less! */
 440       size = GNUNET_CRYPTO_random_u32 (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
 441                                        32 * 1024);
 442     crc->size = size = size - (size & 7);       /* always multiple of 8 */
 443     GNUNET_CRYPTO_hash (&key,
 444                         sizeof (struct GNUNET_HashCode),
 445                         &key);
 446     memset (data,
 447             (int) crc->j,
 448             size);
 449     if (crc->j > 255)
 450       memset (data,
 451               (int) (crc->j - 255),
 452               size / 2);
 453     data[0] = crc->i;
 454     GNUNET_assert (NULL !=
 455                    GNUNET_DATASTORE_put (datastore,
 456                                          0, /* reservation ID */
 457                                          &key,
 458                                          size,
 459                                          data,
 460                                          crc->j + 1, /* type */
 461                                          GNUNET_CRYPTO_random_u32
 462                                          (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK,
 463                                           100), /* priority */
 464                                          crc->j, /* anonymity */
 465                                          0, /* replication */
 466                                          GNUNET_TIME_relative_to_absolute
 467                                          (GNUNET_TIME_relative_multiply
 468                                           (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS,
 469                                            GNUNET_CRYPTO_random_u32
 470                                            (GNUNET_CRYPTO_QUALITY_WEAK, 1000))),
 471                                          1,
 472                                          1,
 473                                          TIMEOUT,
 474                                          &check_success, crc));
 475     break;
 476
 477   case RP_DONE:
 478     GNUNET_snprintf (gstr,
 479                      sizeof (gstr),
 480                      "DATASTORE-%s",
 481                      plugin_name);
 482     if ((crc->i == ITERATIONS) && (stored_ops > 0))
 483     {
 484       GAUGER (gstr,
 485               "PUT operation duration",
 486               GNUNET_TIME_absolute_get_duration (start_time).rel_value_us / 1000LL /
 487               stored_ops,
 488               "ms/operation");
 489       fprintf (stdout,
 490                "\nPUT performance: %s for %llu operations\n",
 491                GNUNET_STRINGS_relative_time_to_string (GNUNET_TIME_absolute_get_duration (start_time),
 492                                                        GNUNET_YES),
 493                stored_ops);
 494       fprintf (stdout,
 495                "PUT performance: %llu ms/operation\n",
 496                GNUNET_TIME_absolute_get_duration (start_time).rel_value_us / 1000LL /
 497                stored_ops);
 498     }
 499     GNUNET_DATASTORE_disconnect (datastore,
 500                                  GNUNET_YES);
 501     GNUNET_free (crc);
 502     ok = 0;
 503     break;
 504   case RP_ERROR:
 505     GNUNET_DATASTORE_disconnect (datastore, GNUNET_YES);
 506     GNUNET_free (crc);
 507     ok = 1;
 508     break;
 509   default:
 510     GNUNET_assert (0);
 511   }
 512 }
 513
 514
 515 /**
 516  * Function called with the result of the initial PUT operation.  If
 517  * the PUT succeeded, we start the actual benchmark loop, otherwise we
 518  * bail out with an error.
 519  *
 520  *
 521  * @param cls closure
 522  * @param success #GNUNET_SYSERR on failure
 523  * @param min_expiration minimum expiration time required for content to be stored
 524  *                by the datacache at this time, zero for unknown
 525  * @param msg NULL on success, otherwise an error message
 526  */
 527 static void
 528 run_tests (void *cls,
 529            int success,
 530            struct GNUNET_TIME_Absolute min_expiration,
 531            const char *msg)
 532 {
 533   struct CpsRunContext *crc = cls;
 534
 535   if (success != GNUNET_YES)
 536   {
 537     FPRINTF (stderr,
 538              "Test 'put' operation failed with error `%s' database likely not setup, skipping test.\n",
 539              msg);
 540     GNUNET_DATASTORE_disconnect (datastore,
 541                                  GNUNET_YES);
 542     GNUNET_free (crc);
 543     return;
 544   }
 545   GNUNET_SCHEDULER_add_now (&run_continuation,
 546                             crc);
 547 }
 548
 549
 550 /**
 551  * Beginning of the actual execution of the benchmark.
 552  * Performs a first test operation (PUT) to verify that
 553  * the plugin works at all.
 554  *
 555  * @param cls NULL
 556  * @param cfg configuration to use
 557  * @param peer peer handle (unused)
 558  */
 559 static void
 560 run (void *cls,
 561      const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg,
 562      struct GNUNET_TESTING_Peer *peer)
 563 {
 564   struct CpsRunContext *crc;
 565   static struct GNUNET_HashCode zkey;
 566
 567   datastore = GNUNET_DATASTORE_connect (cfg);
 568   start_time = GNUNET_TIME_absolute_get ();
 569   crc = GNUNET_new (struct CpsRunContext);
 570   crc->phase = RP_PUT;
 571   if (NULL ==
 572       GNUNET_DATASTORE_put (datastore,
 573                             0,
 574                             &zkey,
 575                             4, "TEST",
 576                             GNUNET_BLOCK_TYPE_TEST,
 577                             0, 0, 0,
 578                             GNUNET_TIME_relative_to_absolute (GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS),
 579                             0, 1,
 580                             TIMEOUT,
 581                             &run_tests, crc))
 582   {
 583     FPRINTF (stderr,
 584              "%s",
 585              "Test 'put' operation failed.\n");
 586     ok = 1;
 587     GNUNET_free (crc);
 588   }
 589 }
 590
 591
 592 /**
 593  * Entry point into the test. Determines which configuration / plugin
 594  * we are running with based on the name of the binary and starts
 595  * the peer.
 596  *
 597  * @param argc should be 1
 598  * @param argv used to determine plugin / configuration name.
 599  * @return 0 on success
 600  */
 601 int
 602 main (int argc,
 603       char *argv[])
 604 {
 605   char cfg_name[128];
 606
 607   plugin_name = GNUNET_TESTING_get_testname_from_underscore (argv[0]);
 608   GNUNET_snprintf (cfg_name,
 609                    sizeof (cfg_name),
 610                    "test_datastore_api_data_%s.conf",
 611                    plugin_name);
 612   if (0 !=
 613       GNUNET_TESTING_peer_run ("perf-gnunet-datastore",
 614                                cfg_name,
 615                                &run,
 616                                NULL))
 617     return 1;
 618   FPRINTF (stderr, "%s", "\n");
 619   return ok;
 620 }
 621
 622 /* end of perf_datastore_api.c */