【源码】基于C语言的CoreMark处理器性能基准测试工具

项目简介

本项目是一个基于C语言的CoreMark处理器性能基准测试工具，可全面评估处理器性能，具有简单易理解、高可移植性等特性，能通过多种算法测试和参数定制满足不同的测试需求。

项目的主要特性和功能

1. 简单易理解：基准测试计时部分源代码行数少，变量和函数命名有意义，代码注释详细。
2. 高可移植性：通过独立文件提供I/O和计时抽象层，所有I/O和计时操作都通过该层完成。
3. 输出可控：利用系统函数、I/O、命令行参数或volatile变量生成运行时数据，确保计算在运行时进行，输出结果可验证。
4. 多算法测试：包含链表操作、矩阵乘法、状态机处理等关键算法测试，全面评估处理器性能。
5. 支持并行执行：可设置线程数实现并行执行，支持多种并行实现方式。
6. 参数可定制：可通过make标志设置迭代次数、编译器标志等参数。

安装使用步骤

已有源码文件后的操作

编译运行

• 常规编译运行：在项目目录下，输入make命令编译并运行基准测试，完整结果保存在run1.log和run2.log文件中，CoreMark结果可在run1.log中找到。
• 交叉编译：对于交叉编译平台，需根据具体平台调整core_portme.mak、core_portme.h（可能还需调整core_portme.c）。移植到新平台时，可复制默认端口文件夹（如mkdir <platform> && cp linux/* <platform>），调整移植文件后运行make PORT_DIR=<platform>。

make目标及标志

• make目标
  • run：默认目标，生成run1.log和run2.log。
  • run1.log：以性能参数运行基准测试，并输出到run1.log。
  • run2.log：以验证参数运行基准测试，并输出到run2.log。
  • run3.log：以配置文件生成参数运行基准测试，并输出到run3.log。
  • compile：编译基准测试可执行文件。
  • link：链接基准测试可执行文件。
  • check：测试可能未修改的源文件的MD5。
  • clean：清理临时文件。
• make标志
  • ITERATIONS：默认运行时间在10 - 100秒之间，使用ITERATIONS=N可覆盖设置，如make ITERATIONS=10运行10次迭代。基准测试至少运行10秒结果才有效。
  • XCFLAGS：用于从命令行添加编译器标志，如make XCFLAGS="-DMULTITHREAD=4 -DUSE_FORK"。
  • CORE_DEBUG：若CRC计算错误，可定义该标志进行调试编译，如make XCFLAGS="-DCORE_DEBUG=1"。
  • REBUILD：强制重新构建可执行文件。

无make系统的情况

需编译以下文件： core_list_join.c core_main.c core_matrix.c core_state.c core_util.c PORT_DIR/core_portme.c 示例编译命令： gcc -O2 -o coremark.exe core_list_join.c core_main.c core_matrix.c core_state.c core_util.c simple/core_portme.c -DPERFORMANCE_RUN=1 -DITERATIONS=1000 ./coremark.exe > run1.log 此命令将编译用于性能运行且迭代次数为1000次的基准测试，输出重定向到run1.log。

并行执行

使用XCFLAGS=-DMULTITHREAD=N设置并行线程数，N为线程数。有多种并行执行实现方式，也可在core_portme.c中自定义实现。例如，make XCFLAGS="-DMULTITHREAD=4 -DUSE_PTHREAD -pthread"将编译用于在4个核心上使用POSIX线程API执行的基准测试；make XCFLAGS="-DMULTITHREAD=4 -DUSE_FORK"支持分叉方式。若链接时出现undefined reference错误，需修改平台的core_portme.mak文件，在LFLAGS_END参数中添加-pthread。

运行参数

CoreMark可执行文件接受以下参数（前提是main()接受参数）： 1. 用于数据初始化的种子值。 2. 用于数据初始化的种子值。 3. 用于数据初始化的种子值。 4. 迭代次数（0表示自动，为默认值）。 5. 内部使用保留。 6. 内部使用保留。 7. 仅适用于malloc用户，覆盖输入数据缓冲区的大小。 若不使用malloc或不支持命令行参数，需通过编译器定义TOTAL_DATA_SIZE来设置算法的缓冲区大小，标准运行时TOTAL_DATA_SIZE必须设置为2000字节。示例：make XCFLAGS="-DTOTAL_DATA_SIZE=6000 -DMAIN_HAS_NOARGC=1"。

提交结果

可在网页上提交CoreMark结果。打开网页浏览器，访问提交页面，注册账户后即可输入分数。

运行规则

• 必需条件
  1. 基准测试至少运行10秒。
  2. 对于种子0,0,0x66和0x3415,0x3415,0x66，总缓冲区大小为2000字节的所有验证必须成功。若不使用命令行参数传递给main，可使用以下命令： make XCFLAGS="-DPERFORMANCE_RUN=1" REBUILD=1 run1.log make XCFLAGS="-DVALIDATION_RUN=1" REBUILD=1 run2.log
  3. 若使用配置文件引导优化，配置文件必须使用种子8,8,8生成，总缓冲区大小为1200字节，命令如下： make XCFLAGS="-DTOTAL_DATA_SIZE=1200 -DPROFILE_RUN=1" REBUILD=1 run3.log
  4. 所有源文件必须使用相同的标志进行编译。
  5. 所有数据类型大小必须符合位大小要求，如ee_u8为无符号8位数据类型等。
• 允许操作
  1. 更改迭代次数。
  2. 更改工具链和构建/加载/运行选项。
  3. 更改获取数据内存块的方法。
  4. 更改获取种子值的方法。
  5. 更改core_portme.c中的实现。
  6. 更改core_portme.h中的配置值。
  7. 更改core_portme.mak。
• 禁止操作 更改除core_portme*之外的源文件（可使用make check进行验证）。

报告规则

在数据表上报告结果时，使用以下语法： CoreMark 1.0 : N / C [/ P] [/ M] - N：每秒迭代次数（种子为0,0,0x66，大小为2000）。 - C：编译器版本和标志。 - P：数据和代码分配细节等参数，若所有数据都在RAM堆中分配，该参数可省略；报告CoreMark/MHz时，该参数不可省略。 - M：并行执行类型（若使用）和上下文数量，若未使用并行执行，该参数可省略。

例如： CoreMark 1.0 : 128 / GCC 4.1.2 -O2 -fprofile-use / Heap in TCRAM / FORK:2 或 CoreMark 1.0 : 1400 / GCC 3.4 -O4

若报告缩放结果，结果必须按以下格式报告： CoreMark/MHz 1.0 : N / C / P [/ M] P在报告缩放结果时，内存参数还必须指明内存频率与核心频率的比率。若核心有缓存且缓存频率与核心频率的比率可配置，也必须包含该信息。例如： CoreMark/MHz 1.0 : 1.47 / GCC 4.1.2 -O2 / DDR3(Heap) 30:1 Memory 1:1 Cache

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