[daily]使用rdtsc指令，测量程序的运行速度 [转]

原文地址：http://blog.chinaunix.net/uid-24774106-id-2779245.html

最近搞架构，一直在讨论。听人提到，自行科普了一下，先转发，mark。有机会深入学习。

这里用到了，最后一部分有提及 [dpdk] 熟悉SDK与初步使用 （二）(skeleton源码分析)

   最近发现了rdtsc指令，可以获取CPU指令周期数，喜出望外，wiki了下相关的知识，写了代码利用CPU周期来测量程序的运行时间。

 

    rdtsc指令返回的是自开机始CPU的周期数，返回的是一个64位的值EDX：EAX（高32在EDX，低32位在EAX）。OK，完全可以利用这条指令，测试我们的关注的一段代码的执行效率。

 

    题外话，我兴冲冲的告诉我老大，我发现了一个测量程序性能的好办法，老大淡然的说，不会是rdtsc吧。呵呵我和老大的水平差距还是云泥之别啊。他告诉我可以去Linux Kernel查看内核是如何做的。呵呵，我就照搬了kernel的实现。兼练习以下C和汇编混合编程。

 

    在网上搜索相关的资源看到了陈硕大牛的多核时代不宜再用 x86 的 RDTSC 指令测试指令周期和时间他给出了几个理由，有兴趣的兄弟可以去读下。

    1多核，不能保证每个核的TSC是一样的。

    2 CPU的时钟频率可变

    3 乱序执行导致测量不准。

    

    文献5指出，指令可能乱序执行，并给出个例子，下面的一段代码，本意是测量fdiv需要的CPU周期，但是，由于乱序执行，第二个rdtsc指令可能在fdiv之前执行，造成，无法测量fdiv的需要的CPU周期。文献给出了解决办法。有兴趣的兄弟可以去阅读参考文献5.

 

 

        rdtsc                   ; read time stamp

        mov     time, eax       ; move counter into variable

        fdiv                    ; floating-point divide

        rdtsc                   ; read time stamp

        sub     eax, time       ; find the differenc

 

参考文献：

 1   深入理解计算机系统

 2   Linux Kernel code

 3   wiki

 4   多核时代不宜再用 x86 的 RDTSC 指令测试指令周期和时间

 5   http://www.ccsl.carleton.ca/~jamuir/rdtscpm1.pdf

 

    

 

#include

#include
 #include<linux/types.h>

#define TIMES 100
#define SIZE 1024

__u64 rdtsc()
{
        __u32 lo,hi;

        __asm__ __volatile__
        (
         "rdtsc":"=a"(lo),"=d"(hi)
        );
        return (__u64)hi<<32|lo;
}

int myfunction()
{
        int i;
        char *p = NULL;
        for(i = 0;i<TIMES;i++)
        {
                p = (char*)malloc(SIZE*sizeof(char));
                if(p)
                {
                    free(p);
                }
                else
                {
                    printf("malloc failed when i = %d\n",i);
                }
        }
        return 0;
}
int test_rdtsc()
{
        __u64 begin;
        __u64 end;

        begin = rdtsc();
        myfunction();
        end = rdtsc();
        printf("myfunction cost %llu CPU cycles\n",end-begin);
        return 0;
}

int main()
{
       test_rdtsc();
        return 0;
}

    执行结果如下

    

root@libin:~/program/assembly/rdtsc# ./test
myfunction cost 310949 CPU cycles