快速计算C程序中执行的指令数的方法
在执行C程序时，是否有一种简单的方法可以快速计算执行的指令数(x86指令--每个指令的数量和数量)？
我在gcc version 4.7.1 (GCC)机器上使用x86_64 GNU/Linux。
回答 5
Stack Overflow用户
发布于 2020-11-16 18:10:10
用perf_event_open config = PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS调用Linux 系统
这个Linux系统调用似乎是性能事件的跨架构包装器，包括来自CPU的硬件性能计数器和来自内核的软件事件。
下面是一个来自man perf_event_open页面的示例：
perf_event_open.c
#define _GNU_SOURCE
#include <asm/unistd.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <unistd.h>
#include <inttypes.h>
#include <sys/types.h>
static long
perf_event_open(struct perf_event_attr *hw_event, pid_t pid,
int cpu, int group_fd, unsigned long flags)
{
int ret;
ret = syscall(__NR_perf_event_open, hw_event, pid, cpu,
group_fd, flags);
return ret;
}
int
main(int argc, char **argv)
{
struct perf_event_attr pe;
long long count;
int fd;
uint64_t n;
if (argc > 1) {
n = strtoll(argv[1], NULL, 0);
} else {
n = 10000;
}
memset(&pe, 0, sizeof(struct perf_event_attr));
pe.type = PERF_TYPE_HARDWARE;
pe.size = sizeof(struct perf_event_attr);
pe.config = PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS;
pe.disabled = 1;
pe.exclude_kernel = 1;
// Don't count hypervisor events.
pe.exclude_hv = 1;
fd = perf_event_open(&pe, 0, -1, -1, 0);
if (fd == -1) {
fprintf(stderr, "Error opening leader %llx\n", pe.config);
exit(EXIT_FAILURE);
}
ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_RESET, 0);
ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_ENABLE, 0);
/* Loop n times, should be good enough for -O0. */
__asm__ (
"1:;\n"
"sub $1, %[n];\n"
"jne 1b;\n"
: [n] "+r" (n)
:
:
);
ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_DISABLE, 0);
read(fd, &count, sizeof(long long));
printf("Used %lld instructions\n", count);
close(fd);
}编译和运行：
g++ -ggdb3 -O0 -std=c++11 -Wall -Wextra -pedantic -o perf_event_open.out perf_event_open.c
./perf_event_open.out输出：
Used 20016 instructions因此我们看到，结果非常接近于__asm__块中每个循环20000: 10k *两个指令的期望值(sub，jne)。
如果我改变了参数，即使是低值，如100
./perf_event_open.out 100它规定：
Used 216 instructions保持不变的+ 16指令，所以它的准确性似乎是相当高，这16必须只是ioctl设置指令后，我们的小循环。
现在，您可能还会对以下内容感兴趣：
- 防止系统的重新排序：在C++中强制执行语句顺序
- 防止测试循环被优化：如何防止GCC优化一个繁忙的等待循环？
本系统调用可以衡量的其他感兴趣的事件：
- 周期计数：64来自C++？
在Ubuntu20.04 amd64、GCC 9.3.0、Linux5.4.0、IntelCorei7-7820HQCPU上进行了测试。
Stack Overflow用户
发布于 2016-12-18 23:44:11
您可以使用硬件性能计数器(HPC)轻松地计算已执行指令的数量。为了访问HPC，您需要一个接口。我建议您使用PAPI性能API。
Stack Overflow用户
发布于 2019-06-22 07:56:26
英特尔Pin的instcount
您可以使用由英特尔的二进制仪器工具'引脚‘。我会避免使用模拟器(它们通常非常慢)。Pin做了大部分你可以用模拟器做的事情，而不需要重新编译二进制文件，并且像速度一样以正常的速度执行(取决于你使用的引脚工具)。
若要使用Pin计数指令数，请执行以下操作：
- 下载最新的(或3.10，如果这个答案老了)别针套件从这里。
- 提取所有内容并转到目录：
cd pin-root/source/tools/ManualExample/ - 使目录中的所有工具：
make all - 使用命令：
../../../pin -t obj-intel64/inscount0.so -- your-binary-here运行一个名为inscount0.so的工具 - 在
inscount.out，cat inscount.out文件中获取指令计数。
输出将类似于：
➜ ../../../pin -t obj-intel64/inscount0.so -- /bin/ls
buffer_linux.cpp itrace.cpp
buffer_windows.cpp little_malloc.c
countreps.cpp makefile
detach.cpp makefile.rules
divide_by_zero_unix.c malloc_mt.cpp
isampling.cpp w_malloctrace.cpp
➜ cat inscount.out
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