我需要在C中创建一个迷你基准程序

Question

我有一个任务，我需要制作一个基准程序来测试任何处理器的性能，使用两种排序算法（迭代算法和递归算法）。事情是我的老师告诉我，我必须创建三个不同的程序（即3个.c文件），每个排序算法两个（两个都必须从文本文件中读取整数，用\ n＆s;和将相同的数字写入另一个文本文件但已排序）和基准程序。在基准程序中，我需要使用公式MIPs = NI / T * 10 ^ 6计算MIP（每秒百万条指令），其中NI是指令数，T是执行这些指令所需的时间。我必须能够通过计算其MIP然后求解T的等式来估计每个算法在任何处理器上所花费的时间，如EstimatedTime = NI / MIPs * 10 ^ 6。 我的问题是......我究竟如何用另一个程序衡量程序的性能？我从未做过类似的事情。我的意思是，我想我可以在C中使用TIME函数并测量执行X行和东西的时间，但是只有当所有3个函数（2个排序算法和1个基准函数）都在同一个程序中时我才能这样做。我甚至不知道如何开始。

哦，顺便说一句，我必须通过交叉编译从C到MIPS（asm语言）的排序算法并计算使用的指令数来计算指令数。

任何准则都将受到赞赏......我目前有这些功能：

• readfile（用于读取带有整数的文本文件）
• WriteFile的
• 排序算法

Answer 1

如何编译多个文件并将它们链接在一起取决于编译器。以GCC为例，它可以像

一样简单

gcc -O3 -g3  -W -Wall -Wextra main.c sortalog1.c sortalgo_2.c [...] sortalgo_n.c -o sortingbenchmark

这不是最常用的方法，但对于这项任务来说还不错。

如果要计算操作码，最好将各个c文件单独编译为ASM。对要分析汇编程序输出的每个C文件执行以下操作：

gcc -c -S sortalgo_n.c

不要忘记将函数声明放入公共头文件中，并将其包含在您使用它们的任何位置！

对于基准测试：您确实知道每个C操作的ASM操作的数量，虽然这并不容易，但可以将该计数映射到C代码的每一行。如果你有这个，你所要做的就是增加一个计数器。例如：如果一行C代码转换为123个ASM操作码，则将计数器增加123.

您可以使用一个全局变量来执行此操作。如果每个排序算法使用多个线程，则需要注意添加是原子的（使用_Atomic或互斥，或者您的OS /编译器/库提供的任何内容）。

BTW：它看起来像测量运行时的一种非常精确的方法，但并不是每个ASM操作码在现实世界中的CPU上以相同的周期数运行。今天不需要打扰，但明天你应该记住它。

Answer 2

在Linux系统上，您可以使用硬件性能计数器：perf stat ./a.out并获得周期，指令，缓存未命中和分支错误预测的准确计数。 （其他柜台也可用，但这些是默认的）。

这为您提供了动态指令计数，计算循环内部指令实际运行的次数。

MIPS和计数指令的交叉编译很容易为您提供静态指令计数，但需要实际遵循asm如何计算每个循环运行的次数。