benchmark

什么是 benchmark?

benchmark 是一种评估和测量计算机的硬件或软件性能的方法，这通常涉及运行一系列 标准测试，然后对结果进行比较。这种方法可以用来评价不同硬件配置、操作系统、 或者软件程序的性能。

在软件开发中，benchmark 通常用来测量代码的运行效率，以便找出性能瓶颈并对其进行优化。

sysbench

简介

sysbench 是一种模块化、跨平台和多线程的 benchmark 工具，用于评估操作系统性能， 如：运行密集负载下的数据库场景。这个 benchmark 合适快速获得系统性能的数据， 不需要设置复杂的数据库基准测试，甚至不需要安装任何数据库。sysbench 并行执行指定 数量的线程，实际工作负载取决于指定的测试模式。

内置的数据库，如下：

  • mysql - MySQL driver

  • pgsql - PostgreSQL driver

内置的测试模式，如下：

  • fileio - File I/O test

  • cpu - CPU performance test

  • memory - Memory functions speed test

  • threads - Threads subsystem performance test

  • mutex - Mutex performance test

安装

$ apt install sysbench

参数解析

$ sysbench [common-options] --test=name [test-options] <command>

  • common-options

--threads=N，指定使用的线程个数

  • --test=name

可以指定内置的测试模式，如 fileio、cpu、memory、threads、mutex。 这些内置的测试模式都有默认的测试选项。如：memory 模式，默认内存块大小 1K 、 传输数据总量 100G、不从 HugeTLB 内存池分配内存、对内存执行写操作、按照顺序访问内存。

  • test-options

每一个内置的测试模式都有不同的测试选项，可以通过 sysbench --test=name help 查看

  • command

支持 prepare、run、cleanup、help 命令。

例子

$ sysbench --test=memory run 测试内存，使用默认值。

hackbench

简介

hackbench 是内核调度器的基准测试和压力测试，属于rt-tests 工具的一部分。也能够通过重复创建/销毁线程对内存子系统进行压力测试。在一定程度上， 也能够对进程间通信(local sockets, pipes) 进行压力测试。

hackbench 目的是识别系统中的瓶颈，从而进行优化。

hackbench 能够用于生成系统负载，从而使用 cyclictest 测量延迟。但是，它不能用于 准确模拟 RT 进程生成的负载，因为 hackbench 不测试设备通信。

安装

$ apt install rt-tests
or
$ git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/rt-tests/rt-tests.git
$ cd rt-tests
$ make all      ## or make hackbench 只编译 hackbench 命令
$ make install

参数解析

  • -f --fds=NUM 指定每个 group 使用多少个发送/接收 FD 来测试， 默认 20, 即 20 send FD + 20 receive FD

  • -g --groups=NUM 指定使用多少个 group 来测试，默认 10

  • -p --pipe 指定通过 pipe 来发送数据

  • -l --loops=LOOPS 指定发送数据的次数，默认 100

  • -s --datasize=SIZE 指定每次发送数据的大小，默认 100

  • -T --threads 线程模式

  • -P --process 进程模式，默认

例子

$ hackbench -s 512 -l 200 -g 15 -f 25 -P
Running in process mode with 15 groups using 50 file descriptors each (== 750 tasks)
Each sender will pass 200 messages of 512 bytes
Time: 8.968

进程模式，使用 15 个 group，每个 group 使用 25 个发送/接收 FD，循环发送 200 次数据， 每次发送数据的大小为 512 bytes。花费时间为 8.968 秒

unixbench

简介

UnixBench 用于测试系统性能，这是一个系统基准测试，而不是 CPU、RAM、disk 的基准测试。

如果系统有多个 CPU，默认同一个测试用例运行两次，一次在单核运行测试，另一次 在多核运行测试。这旨在评估：

  • 运行单个任务时系统的性能

  • 运行多个任务时系统的性能

  • 系统实现并行处理带来的收益

安装

$ git clone https://github.com/kdlucas/byte-unixbench.git

参数解析

$ ./Run [ -q | -b | -v ] [-i <n> ] [-c <n> [-c <n> ...]] [test ...]

  • -q 运行在 quiet 模式，不要输出日志到终端

  • -b 运行在 brief 模式，不要显示 cpu 信息详细信息

  • -v 运行在 verbose 模式

  • -i <count> 指定一个测试用例运行的次数

  • -c <n> 指定多少个 CPU 同时运行一个测试用例

  • test 指定只运行某个测试用例，通过 USAGE-Tests 小节获得有哪些测试用例。

例子

$ cd byte-unixbench/UnixBench/
$ ./Run                         ## 相当于 ./Run -c 1 -c <max_cpu_nr> index

默认运行 system test 的所有测试用例，分别以单核/多核方式运行，最后输出分数。

$ ./Run -c 1 syscall

以单核方式只运行 syscall 测试用例，最后输出分数。

memtester

简介

memtester是一个有效的用户空间测试器，用于对内存子系统进行压力测试。

安装

$ apt install memtester

参数解析

$ memtester [-p PHYSADDR [-d DEVICE]] <MEMORY> [ITERATIONS]

  • -p PHYSADDR

指定从物理地址 PHYSADDR（十六进制）开始的内存区域进行测试，还可以由 -d 指定 测试设备（默认为 /dev/mem）。主要用于硬件开发人员，用于测试内存映射 I/O 设备。

注意，在测试期间，指定的内存区域将被覆盖。如果指定为系统软件的内存区域是不安全的， 会导致 crash 现象。如果必须测试指定内存区域，建议让测试软件分配指定内存区域并且 保持分配状态，再使用此选项。

  • MEMORY

代表分配、测试的内存大小，可以添加 B/K/M/G 后缀，默认以 M 为单位。 注意，指定测试的内存大小必须小于系统中可用内存总量。

  • ITERATIONS

代表循环次数，默认为无限循环。

例子

$ memtester 10M 1 分配 10MB 内存进行压力测试，循环测试1轮。

mmtests

https://github.com/gormanm/mmtests

## fedora
sudo dnf install perl-File-Slurp R

## ubuntu
sudo cpanm File::Which
sudo apt install r-base

configs/config-pagereclaim-stutterp
configs/config-workload-kernbench-max

stress-ng

kselftest

简介

Documentation/dev-tools/testing-overview.rst The Difference Between KUnit and kselftest Documentation/dev-tools/kselftest.rst

使用

对全部 kselftest 进行 build/install/run/clean 操作，如下：

$ make O=build/x86_64 kselftest         ## Build and run kernel selftest
$ make O=build/x86_64 kselftest-all     ## Build kernel selftest
$ make O=build/x86_64 kselftest-install ## Build and install kernel selftest
$ make O=build/x86_64 kselftest-clean   ## Remove all generated kselftest files

只对 kselftest 的 mm 部分进行 build/clean 操作，如下：

$ make O=build/x86_64 TARGETS="mm" kselftest-all
$ make O=build/x86_64 TARGETS="mm" kselftest-clean

或者

$ make O=build/x86_64 -C tools/testing/selftests/mm
$ make O=build/x86_64 -C tools/testing/selftests/mm clean

kunit

Documentation/dev-tools/testing-overview.rst The Difference Between KUnit and kselftest Documentation/dev-tools/kunit/

vm-scalability

usemem

kdevops

ltp

https://linux-test-project.readthedocs.io/en/latest/ https://github.com/linux-test-project/ltp/blob/master/testcases/kernel/sched/cfs-scheduler/hackbench.c

LKP-tests

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