UnixBenchの中身を見てみるよ

さて、ここまでUnix Benchをただ走らすだけ走らせてみたけど、内容にもちゃんと踏み込まないと逝けませんよねということでソースの中身を検証してみます。

まず何より気になっていたのがAMD系からIntel系に切り替えて歴然と違いが出たSystem Call Overhead。Unix Benchのテストはtarballを解凍した中にある"Run"スクリプトから全てが始まりますが、こいつは配下にpgmsディレクトリを持っていて、そこに配置された各テストプログラムを起動するだけです。

Runスクリプトの中ではそれらテストプログラムとその説明や起動時のオプション(何回・何秒ループさせるとか、テストの種類を指定する)の情報をハッシュで保持しています。

# Individual parameters for all benchmarks.
my $testParams = {

    ##########################
    ## System Benchmarks    ##
    ##########################

    "dhry2reg" => {
        "logmsg" => "Dhrystone 2 using register variables",
        "cat"    => 'system',
        "options" => "10",
        "repeat" => 'long',
    },
    "whetstone-double" => {
        "logmsg" => "Double-Precision Whetstone",
        "cat"    => 'system',
        "repeat" => 'long',
    },
    "syscall" => {
        "logmsg" => "System Call Overhead",
        "cat"    => 'system',
        "repeat" => 'long',
        "options" => "10",
    },
    "context1" => {
        "logmsg" => "Pipe-based Context Switching",
        "cat"    => 'system',
        "repeat" => 'long',
        "options" => "10",
    },
...
};

"System Call Overhead"、つまりsyscallの項目に格納されていることになります。そしてこの場合、"syscall"のキーが起動するテストプログラム名に対応付けされていて、それは(unixbenchディレクトリ)/pgms/syscallとなります。またこれのソースが(unixbenchディレクトリ)/src/syscall.cとなります。

また起動時の引数はさらに下位ハッシュの"options"に格納されていますがこちらは"10"となっています。つまりここから"System Call Overhead"のテストを起動するときは、コマンドラインで仮定すれば"./pgms/syscall 10"として起動することになります。

        switch (test[0]) {
        case 'm':
           while (1) {
                close(dup(0));
                getpid();
                getuid();
                umask(022);
                iter++;
           }
           /* NOTREACHED */
        case 'c':
           while (1) {
                close(dup(0));
                iter++;
           }
           /* NOTREACHED */
        case 'g':
           while (1) {
                getpid();
                iter++;
           }
           /* NOTREACHED */
           ...
        }
        ...

syscallテストプログラムでは第2引数でテストの種類を指定することができ、それが上のコードサンプルのswitch(test[0])の行に対応しています。無指定の場合は"mix"が指定されたのと同じとなっていて、上記サンプルで言えば続くcase 'm':行以下のwhileループがそれに相当することになります。ループが1回回るたびにiter変数がインクリメントされるので、最終的にこのiterの値がいくつになったかがテスト結果となります。whileは見た目上永久ループになっていますが、SIGALRMによって抜け出すようになっています。テスト起動時の第1引数がテストの継続時間となっていて、これがalarm()に使われている訳です。

つまり、上記のコードサンプルからすると、close()/dup()/getpid()/getuid()/umask()の5つのシステムコール関数のいずれかがAMD/Intel両アーキテクチャ間での性能差を引き出していたことになるわけです。うーん。惜しむらくはここを気にする前にAthlon/Phenomとも手放してしまったことですが...。こちらを見る限り、これはAthlon/Phenom共々出ている傾向のようなんですよね。