CPU性能測試基準(zhǔn)(Dhrystone)學(xué)習(xí)

Dhrystone是測量處理器運(yùn)算能力的最常見基準(zhǔn)程序之一，常用于處理器的整型運(yùn)算性能的測量。程序是用C語言編寫的，因此C編譯器的編譯效率對測試結(jié)果也有很大影響。

Dhrystone是由Reinhold P. Weicker在1984年提出來的一個(gè)基準(zhǔn)測試程序，其主要目的是測試處理器的整數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的性能。Dhrystone首先用Ada語言發(fā)布，后來Rick Richardson為Unix開發(fā)了用C語言編寫的Version 1.1，這個(gè)版本也成功的推動(dòng)了Dhrystone的廣泛應(yīng)用。
　　Dhrystone標(biāo)準(zhǔn)的測試方法很簡單，就是單位時(shí)間內(nèi)跑了多少次Dhrystone程序，其指標(biāo)單位為DMIPS/MHz。MIPS是Million Instructions Per Second的縮寫，每秒處理的百萬級的機(jī)器語言指令數(shù)。DMIPS中的D是Dhrystone的縮寫，它表示了在Dhrystone標(biāo)準(zhǔn)的測試方法下的MIPS。
　　關(guān)于DMIPS有一個(gè)不得不注意的點(diǎn)，因?yàn)闅v史原因我們把在VAX-11/780機(jī)器上的測試結(jié)果1757 Dhrystones/s定義為1 DMIPS，因此在其他平臺(tái)測試到的每秒Dhrystones數(shù)應(yīng)除以1757，才是真正的DMIPS數(shù)值，故DMIPS其實(shí)表示的是一個(gè)相對值。

核心程序下載 http://www.roylongbottom.org.uk/classic_benchmarks.tar.gz 

核心程序包下載后，在\classic_benchmarks\source_code\dhrystone2\下可找到源代碼。詳細(xì)文件目錄如下：

\classic_benchmarks\source_code\dhrystone2
                                          \dhry.h          --關(guān)于兼容性的原型定義
                                          \dhry_1.c        --主程序入口
                                          \dhry_2.c        --算法子程序
                                          
如果是移植到ARM Cortex-M平臺(tái)下裸系統(tǒng)運(yùn)行，一般只需要簡單修改dhry.h和dhry_1.c文件即可，Dhrystone本身并沒有太多移植工作，其源碼本是用作在PC上運(yùn)行的，而在嵌入式系統(tǒng)里運(yùn)行僅需要把一些文件I/O的相關(guān)代碼刪除即可，此外就是計(jì)時(shí)函數(shù)和打印函數(shù)的重實(shí)現(xiàn)。

MIPS： million instruction per second,表示每秒多少百萬條指令，如 10MIPS ，
        表示每秒一千萬條指令。
MIPS/MHz ： 表示 CPU 在每 1MHz 的運(yùn)行速度下可以執(zhí)行多少個(gè)MIPS ，
        如 10MIPS/MHz，表示如果 CPU 運(yùn)行在 1MHz 的頻率下，每秒可執(zhí)行一千萬條指令，
        如果 CPU 運(yùn)行在 5MHz 的頻率下，每秒可執(zhí)行五千萬條指令。
DMIPS： Dhrystone MIPS，并非字面上每秒百萬條指令的意思。
     它是一個(gè)測量CPU運(yùn)行一個(gè)叫Dhrystone(整數(shù)運(yùn)算)的測試程序時(shí)表現(xiàn)出來的
     相對性能高低的一個(gè)單位(很多場合人們也習(xí)慣用MIPS作為這個(gè)性能指標(biāo)的單位)。

• 它的代碼與具有代表性的實(shí)際程序代碼并不相同。

• Dhrystone代碼量過小，在現(xiàn)代CPU中，它能夠被放進(jìn)指令緩存中，所以它并不能嚴(yán)格的測量取指性能。

• 它易受編譯器影響。

舉例來說，在Dhrystone中有大量的字符串復(fù)制語句，用來測量字符串復(fù)制的性能。然而Dhrystone中字符串的長度不變，并且均開始于自然對齊的邊界，這兩點(diǎn)便與真實(shí)的程序不同。因此一個(gè)優(yōu)化性能好的編譯器能夠在去掉循環(huán)的情形下通過一連串字的移動(dòng)替代對字符串的復(fù)制，這將會(huì)塊很多，可能會(huì)高達(dá)30%。所以我們在編譯測試程序的時(shí)候，如果指定編譯器的優(yōu)化等級的話，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在不同的優(yōu)化登記下，表現(xiàn)出來的性能指標(biāo)會(huì)有差別，優(yōu)化等級越高，性能指標(biāo)越好