Question

我正在用c编写一个程序，以便根据CPU周期找到执行任务所需的时间。我正在避免时间转换，时间以秒= 1 /时钟周期为CPU频率变化而服务器低负载以节省功耗。

计划1：

  ///////////////////////// RDTSC Functions /////////////////////////

inline void start_rdtsc_rdtscp_ia64() {
    asm volatile ("CPUID\n\t"
            "RDTSC\n\t"
            "mov %%edx, %0\n\t"
            "mov %%eax, %1\n\t": "=r" (cycles_high), "=r" (cycles_low):: "%rax", "%rbx", "%rcx", "%rdx");

}

inline void end_rdtsc_rdtscp_ia64() {
    asm volatile("RDTSCP\n\t"
            "mov %%edx, %0\n\t"
            "mov %%eax, %1\n\t"
            "CPUID\n\t": "=r" (cycles_high1), "=r" (cycles_low1):: "%rax", "%rbx", "%rcx", "%rdx");
}

inline void warmup_rdtsc_rdtscp_ia64() {
    start_rdtsc_rdtscp_ia64();
    end_rdtsc_rdtscp_ia64();

    start_rdtsc_rdtscp_ia64();
    end_rdtsc_rdtscp_ia64();

    start_rdtsc_rdtscp_ia64();
    end_rdtsc_rdtscp_ia64();
}

inline uint64_t get_start_ia64() {
    return (((uint64_t) cycles_high << 32) | cycles_low);
}

inline uint64_t get_end_ia64() {
    return (((uint64_t) cycles_high1 << 32) | cycles_low1);
}

///////////////////////// RDTSC Timer Functions /////////////////////////

inline void start_timer() {
    warmup_rdtsc_rdtscp_ia64();
    start_rdtsc_rdtscp_ia64();
}

inline void end_timer() {
    end_rdtsc_rdtscp_ia64();
    start = get_start_ia64();
    end = get_end_ia64();
}

inline uint64_t get_cycles_count() {
    return end - start;
}

// measuring time here 
start_timer();

perform a task for length K //Let large K means more computation

end_timer();


time in ticks= get_cycles_count()

计划2

int main()
{

while(1);
}

我已经使用了warmup_rdtsc_rdtscp_ia64（）函数，以便我的rdtsc和cpuid按照英特尔文档准备就绪，需要获得正确的读数。

如果没有Program2，我的循环读数会更高，而且我无法找到执行时间和长度K之间的原因和关系。

在存在Program2的情况下，我得到预期的结果 - 意味着我可以关联执行时间和K的长度。使用更长的K来获得更高的时钟周期执行时间。

我只知道，Program2阻止CPU进入省电模式，因此我的CPU总是运行到最高CPU频率，而没有program2我的CPU进入省电模式以节省电量并进入可能的最低频率。

所以，我怀疑如下

如果没有Progra2，CPU会进入省电模式（较低的CPU频率）以节省电量。虽然CPU以较低的频率运行，但我仍然期待几乎相似的时钟周期范围。由于Time_in_sec = 1 / Frequency，我没有使用转换。我得到更高时钟周期的原因是什么????
任何人都可以解释一下 - 在时钟周期内完成任务所需的时序与不同频率级别（节电模式，按需模式，性能模式）之间的关系

我正在使用Linux以及gcc和g ++。

我需要您的协助，以了解在不同电源模式下完成任务所需的时钟周期之间的关系（省电模式，按需模式，性能模式）

提前致谢。

Answer 1

您可以使用许多工具来实现目标，您应该尝试利用这些工具，而不必使用自己的工具。以下是我最喜欢的两个：

https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Main_Page

https://code.google.com/p/likwid/

关于你的两个问题，我提供以下内容：完成一个程序所需的时间与CPU频率没有直接关系。许多人使用称为每周期指令或IPC的度量。 IPC指标可能差别很大。在当前的机器上可能高达2到4，即CPU每个CPU周期退出多于一个指令，因为它可以在每个周期发出几个指令。您为程序看到的IPC至少取决于以下内容：CPU可以利用的指令级并行度（即因为您可能有无序处理器）和数据中的位置数量（即因为更多的局部性意味着更多的缓存命中，因此更少等待内存）。

现代系统的CPU时钟频率也不同。它可以更高或更低，具体取决于1）省电模式（即如果它是电源线拔掉的笔记本电脑）和2）当前系统负载（即你有几个CPU，但如果它们中的大多数是空闲的，一个CPU）可以比所有四个可以同时运行更快地运行。）

因此，您想要的是以下三件事： 1.您的计划的平均IPC 2.运行程序时的平均CPU频率 3.程序中的指令数

然后，您可以使用上述方法计算执行时间。然后你可以使用likwid或perf在这个低级别调整你的表现。您可以看到省电模式对CPU频率的影响。

祝你好运。

关于linux中的动态扩展，程序在时钟周期中的意外执行时间

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