vitis2020.2 的dhrystone源码解析

<think>好的，我现在需要处理用户关于Vitis 2020.2中Dhrystone源码解析的请求。首先，用户之前询问了tar打包文件顺序的问题，现在转向了嵌入式开发中的性能基准测试工具Dhrystone，这可能意味着用户在进行嵌入式系统开发，特别是使用Xilinx的工具链，需要优化或评估处理器的性能。 用户的需求是了解Dhrystone在Vitis 2020.2中的源码结构和工作原理。我需要先确认Dhrystone的基本背景，它常用于评估处理器的整数运算性能，是嵌入式领域常见的基准测试程序。用户可能希望理解源码的结构，以便进行定制化修改或优化，或者更好地理解测试结果。 接下来，我需要考虑Vitis 2020.2的具体环境。Xilinx的Vitis是用于FPGA和SoC开发的平台，Dhrystone可能作为示例项目存在，用于评估Zynq或MicroBlaze等处理器的性能。用户可能在使用Xilinx的硬件平台，如Zynq-7000或UltraScale+，需要分析源码以适配自己的硬件或优化性能。 用户的深层需求可能包括：如何编译和运行Dhrystone测试，源码各部分的功能，如何修改测试参数，以及如何解读结果。此外，用户可能遇到性能调优的问题，需要理解Dhrystone的工作原理来有效进行优化。 我需要整理Dhrystone源码的主要组成部分，例如核心算法函数（Proc_1到Proc_8）、全局数据结构（如Record_Type）、计时机制、主函数流程等。同时，需要说明在Vitis中的位置，如何导入项目，以及如何配置和编译。 可能需要注意Dhrystone的移植性，特别是在不同处理器架构上的实现差异，比如在ARM Cortex-A9或RISC-V上的不同表现。此外，Vitis可能提供了特定的编译选项或硬件配置，影响Dhrystone的运行结果，需要提及这些因素。 用户可能对如何验证结果和进行性能分析感兴趣，比如如何计算DMIPS/MHz，以及如何通过修改代码来测试不同优化效果。需要解释关键函数的作用，比如Proc_1中的字符串操作和条件判断，以及全局变量如何影响测试的重复性和准确性。 最后，确保回答结构清晰，分步骤解析源码，提供示例代码片段，并给出实用建议，如如何修改迭代次数、计时方法的选择等。同时，提醒用户注意编译器优化对结果的影响，建议在测试时调整编译选项以反映真实性能。</think>--- ### **Vitis 2020.2 中的 Dhrystone 源码解析** Dhrystone 是一种经典的 **整数运算性能基准测试程序**，广泛用于评估处理器的 DMIPS（Dhrystone MIPS）性能。在 Xilinx Vitis 2020.2 中，Dhrystone 通常作为嵌入式开发（如 Zynq、MicroBlaze 等处理器）的性能测试示例。以下从源码结构、核心算法和关键函数三方面进行解析。 --- #### **一、源码结构与文件说明** 在 Vitis 2020.2 中，Dhrystone 源码通常位于以下路径： ```bash <Xilinx安装目录>/Vitis/2020.2/examples/<platform>/peripheral_tests/dhrystone ``` 主要文件包括： 1. **dhry.h** - 定义全局常量、数据类型和函数原型 - 示例： ```c typedef struct { int EnumVal; char Ch_1_1; } Record_Type; ``` 2. **dhry_1.c** - 包含 **核心算法函数**（如 `Proc_1` 到 `Proc_8`）和全局变量 - 示例：字符串操作、条件分支、函数调用等逻辑 3. **dhry_2.c** - 主函数 `main()` 和计时逻辑 - 初始化数据结构、运行测试循环、计算 DMIPS 值 4. **platform.c / platform.h** - 平台相关代码（如 UART 输出、定时器配置） --- #### **二、核心算法逻辑** Dhrystone 通过 **高频次调用小型函数** 模拟真实工作负载，主要包含以下操作： 1. **字符串处理** ```c strcpy(Ch_2_Ptr_Glob->Ch_Array, Ch_1_Ptr_Glob->Ch_Array); ``` 2. **条件分支** ```c if (Enum_Loc == Ident_1) { Proc_6(Ident_1, &Enum_Loc); } ``` 3. **结构体操作** ```c Next_Record_1->Discr = Ident_1; Next_Record_1->variant.var_1.Int_Comp = 40; ``` 4. **函数调用与递归** ```c Proc_7(Int_1_Loc_1, 10, &Int_2_Loc); ``` --- #### **三、关键函数解析** ##### **1. 主函数 `main()`（dhry_2.c）** - **初始化测试环境**： ```c init_platform(); // 初始化硬件平台（如定时器、串口） ``` - **运行测试循环**： ```c for (Run_Index = 1; Run_Index <= NUMBER_OF_RUNS; Run_Index++) { Proc_0(); // 执行核心测试逻辑 } ``` - **计算性能指标**： ```c printf("DMIPS/MHz: %.2f\n", (User_Time * 1000.0) / ((float)Clocks_Per_Second * HZ)); ``` ##### **2. 核心函数 `Proc_0()`（dhry_1.c）** - **初始化全局数据结构**： ```c Ch_1_Ptr_Glob = (Record_Type *)malloc(sizeof(Record_Type)); Ch_2_Ptr_Glob = (Record_Type *)malloc(sizeof(Record_Type)); ``` - **执行性能测试主体**： ```c for (Int_1_Loc = 0; Int_1_Loc < 100; Int_1_Loc++) { Proc_5(); Proc_4(); Proc_7(10, Int_1_Loc, &Int_2_Loc); } ``` ##### **3. 典型函数 `Proc_1`（dhry_1.c）** - 包含字符串操作和条件判断： ```c void Proc_1(Record_Type *Ptr_Val_Par) { memcpy(Ptr_Val_Par->Ch_Array, "DHRYSTONE", 9); if (Ptr_Val_Par->EnumVal == Ident_1) { Proc_6(Ident_1, &Ptr_Val_Par->EnumVal); } } ``` --- #### **四、性能指标计算** Dhrystone 结果以 **DMIPS/MHz** 表示，计算公式： $$ \text{DMIPS/MHz} = \frac{\text{Dhrystone 迭代次数}}{\text{执行时间（秒）} \times 10^6} $$ 在 Vitis 中，通过系统定时器（如 `XTime_GetTime()`）测量执行时间，并考虑 CPU 主频。 --- #### **五、Vitis 中的调试与优化** 1. **修改迭代次数** 在 `dhry_2.c` 中调整 `NUMBER_OF_RUNS`： ```c #define NUMBER_OF_RUNS 100000 // 增加以提高测试精度 ``` 2. **关闭编译器优化** 在 Vitis 工程属性中设置： ```bash -O0 # 禁用优化以观察原始性能 ``` 3. **硬件计时器配置** 在 `platform.c` 中检查定时器初始化代码，确保与目标板卡匹配。 --- #### **六、示例输出解析** 运行后的典型输出： ```text Dhrystone Benchmark, 100000 runs Execution time: 0.123 seconds DMIPS/MHz: 1.23 ``` - **DMIPS/MHz > 1.0**：表明处理器性能优于参考机型（VAX 11/780） --- ### **总结** Dhrystone 源码通过高频次的结构体操作、函数调用和条件分支，模拟真实应用的整数运算负载。在 Vitis 中分析时需注意： - 编译器优化对结果影响显著 - 定时器精度直接影响 DMIPS 计算 - 硬件平台（如 MicroBlaze vs ARM Cortex-A9）性能差异明显 如需深度定制，可修改 `Proc_*` 函数中的算法或调整全局数据结构复杂度，以匹配特定场景的性能测试需求。