使用gettimeofday的初始计时结果较慢，在RHEL6服务器下更糟

Question

我使用gettimeofday()来计时一个简单的矩阵乘法示例，但我得到的结果接近两倍太长最初。在RHEL6服务器机器上，我得到的"糟糕"计时结果长达1秒(在本例中约65次单独计时)。我们所有的其他机器都是RHEL5工作站盒子，这段代码在它们上工作得更好;我最初只得到几个"坏"结果(前20毫秒)。

从这个网站上的帖子，我认为这可能与操作系统进程调度程序有关。如果取消下面第一个"for"语句的注释(从而通过重复初始化矩阵a、b和c来插入一个初始的忙循环)，那么在RHEL5工作站和RHEL6服务器下，我将得到零"坏"结果。或者，如果我取消注释sleep语句，我会得到RHEL5和RHEL5的所有"坏"计时结果;RHEL6 .

由于某种原因，我的进程开始时只有大约一半的CPU访问权限，然后只要进程保持忙碌，它就可以"完全"访问CPU。如果它"休眠"，然后恢复计时，它暂时也只能获得对CPU的全部访问权限的一半。

机器上没有其他事情发生(X未运行)。我曾尝试使用"chrt"来控制进程的优先级，但这并没有改变什么。我已经证实，在GCC 4.4.6和ICC 12.1.0中都会发生这种情况。我也试过"nice"。

代码如下:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/time.h>
#define N 225
#define DELAY_LOOPS 8000
main() {
  struct timeval _t0, _t1, _t2;
  double a[N][N], b[N][N], c[N][N];
  double millisec, cum_ms;
  int i, j, k, l, m=0;
  gettimeofday( &_t0, NULL );
  // for( l=0; l<DELAY_LOOPS; l++ )
    for( i=0; i<N; i++ )
      for( j=0; j<N; j++ ) {
        a[i][j]=0;
        b[i][j]=i;
        c[i][j]=j;
      }
  for( l=0; l<75; l++ ) {
    gettimeofday( &_t1, NULL );
    for( i=0; i<N; i++ )
      for( j=0; j<N; j++ )
        for( k=0; k<N; k++ )
          a[i][j]+=b[i][k]*c[k][j];
    gettimeofday( &_t2, NULL );
    millisec  = 1000*(_t2.tv_sec-_t1.tv_sec);
    millisec += 1e-3*(_t2.tv_usec-_t1.tv_usec);
    cum_ms  = 1000*(_t2.tv_sec-_t0.tv_sec);
    cum_ms += 1e-3*(_t2.tv_usec-_t0.tv_usec);
    printf( "%d: duration %fms, cumulative %fmsn",
            m++, millisec, cum_ms );
    // sleep( 2 );
  }
  printf( "a[%d][%d]=%fn", N/2, N/2, a[N/2][N/2] );
}

，结果如下:

% icc -O2 -o test main.c; ./test
0: duration 13.049000ms, cumulative 13.677000ms
1: duration 13.026000ms, cumulative 26.753000ms
2: duration 12.911000ms, cumulative 39.668000ms
3: duration 12.913000ms, cumulative 52.584000ms
4: duration 12.914000ms, cumulative 65.501000ms
5: duration 12.911000ms, cumulative 78.415000ms
6: duration 12.912000ms, cumulative 91.331000ms
/* snip */
64: duration 12.912000ms, cumulative 840.633000ms
65: duration 10.455000ms, cumulative 851.092000ms
66: duration 5.910000ms, cumulative 857.004000ms
67: duration 5.908000ms, cumulative 862.914000ms
68: duration 5.907000ms, cumulative 868.823000ms
69: duration 5.908000ms, cumulative 874.732000ms
70: duration 5.912000ms, cumulative 880.646000ms
71: duration 5.907000ms, cumulative 886.554000ms
72: duration 5.907000ms, cumulative 892.462000ms
73: duration 5.908000ms, cumulative 898.372000ms
74: duration 5.908000ms, cumulative 904.281000ms
a[112][112]=211680000.000000

无论优化级别(- 0、- 01、-O2等)如何，我都会遇到这个问题。

有谁知道在RHEL6服务器下是如何调度的吗?它和RHEL5工作站有很大的不同吗?我认为我看到的差异更多的是一个盒子是RHEL的服务器版，另一个是工作站版的功能(而不是版本5与6之间的差异)。是否有一些简单的方法来减少RHEL6服务器下的这种影响，使其更像RHEL5工作站盒子?

任何想法?谢谢。

Answer 1

不要使用gettimeofday(2)进行性能测量。它太慢了，根本不适合这项工作。

用clock_gettime(2)代替。它允许您从许多系统定义的计时器中进行选择。CLOCK_REALTIME是最简单的选择，但是如果有CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID可能更好。

Answer 2

处理器是否进入低功耗状态?像powertop这样的东西可以告诉你。(在Frequency stats选项卡中)