CPU性能測試基準(Dhrystone)學(xué)習

Dhrystone是測量處理器運算能力的最常見(jiàn)基準程序之一，常用于處理器的整型運算性能的測量。程序是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的，因此C編譯器的編譯效率對測試結果也有很大影響。

Dhrystone是由Reinhold P. Weicker在1984年提出來(lái)的一個(gè)基準測試程序，其主要目的是測試處理器的整數運算和邏輯運算的性能。Dhrystone首先用Ada語(yǔ)言發(fā)布，后來(lái)Rick Richardson為Unix開(kāi)發(fā)了用C語(yǔ)言編寫(xiě)的Version 1.1，這個(gè)版本也成功的推動(dòng)了Dhrystone的廣泛應用。
　　Dhrystone標準的測試方法很簡(jiǎn)單，就是單位時(shí)間內跑了多少次Dhrystone程序，其指標單位為DMIPS/MHz。MIPS是Million Instructions Per Second的縮寫(xiě)，每秒處理的百萬(wàn)級的機器語(yǔ)言指令數。DMIPS中的D是Dhrystone的縮寫(xiě)，它表示了在Dhrystone標準的測試方法下的MIPS。
　　關(guān)于DMIPS有一個(gè)不得不注意的點(diǎn)，因為歷史原因我們把在VAX-11/780機器上的測試結果1757 Dhrystones/s定義為1 DMIPS，因此在其他平臺測試到的每秒Dhrystones數應除以1757，才是真正的DMIPS數值，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平臺下裸系統運行，一般只需要簡(jiǎn)單修改dhry.h和dhry_1.c文件即可，Dhrystone本身并沒(méi)有太多移植工作，其源碼本是用作在PC上運行的，而在嵌入式系統里運行僅需要把一些文件I/O的相關(guān)代碼刪除即可，此外就是計時(shí)函數和打印函數的重實(shí)現。

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

• 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(guò)小，在現代CPU中，它能夠被放進(jìn)指令緩存中，所以它并不能?chē)栏竦臏y量取指性能。

• 它易受編譯器影響。

舉例來(lái)說(shuō)，在Dhrystone中有大量的字符串復制語(yǔ)句，用來(lái)測量字符串復制的性能。然而Dhrystone中字符串的長(cháng)度不變，并且均開(kāi)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(guò)一連串字的移動(dòng)替代對字符串的復制，這將會(huì )塊很多，可能會(huì )高達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(huà)，我們會(huì )發(fā)現在不同的優(yōu)化登記下，表現出來(lái)的性能指標會(huì )有差別，優(yōu)化等級越高，性能指標越好