Запуск ОС Linux как этап функционального тестирования микропроцессоров

Август 9, 2022

Главная
Информатика
Запуск ОС Linux как этап функционального тестирования микропроцессоров

Содержание

2. Типы тестов микропроцессоров: Тесты разработчика; Программы аттестации архитектуры; Псевдослучайные тесты; Переборные тесты; Загрузка одной или нескольких
3. Тесты под ОС Linux: Зачем их запускать? Какие ОС и тесты запускать? Типичные сценарии запуска тестов.
4. Зачем запускать тесты под ОС? большой архитектурный тест; множество самопроверяющихся testcase'ов; идеи для шаблонов псевдослучайных тестов;
5. Схема тестовой установки
6. Какие ОС и тесты запускаются? ОС: ОСРВ 2000/3000, Linux Red Hat / Debian Тесты: baget-2.4.37 и
7. Тесты, запускаемые под ОС Linux mpfr-3.0.0, mpc-0.8.2, mpfrcx-0.3.1, mpir-2.2.1, gappa-0.14.0, gmp-5.0.1, математические библиотеки точных вычислений, содержат
8. Тесты, запускаемые под ОС Linux - mozilla-firefox - 3.6.13, Интернет-браузер (gtk+-2.10.14, cairo-1.2.6, pango-1.14.0, pkgconfig-0.15.0, neon-0.28.6, bison-2.4,
9. Тесты, запускаемые под ОС Linux Lmbench, тест производительности системы; paranoia (разные оптимизации); X : KDE/Gnome; тесты
10. Типичные сценарии запуска тестов Вариант 1: for i in `find …`; do … ; done Вариант
11. Тесты производительности dhrystone; whetstone; coremark; lmbench-3.0.9; SPEC2000 (INT + FP); SPEC2006 (INT + FP); read /
12. Сравнение производительности 1. Тест dhrystone под ОС3000: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я, 3 – разрабатываемый
13. Сравнение производительности 2. Тест whetsone (fpu) под ОС3000: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я, 3 –
14. Сравнение производительности 3. Тест coremark под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я
15. Сравнение производительности 4.1 Тесты lmbench под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я [Fcore=260, Fmem=130
16. Сравнение производительности 4.2 Тесты lmbench под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я Basic float/double
17. Сравнение производительности 4.3 Тесты lmbench под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я Memory latencies
18. Сравнение производительности CPU SPEC2000 INT (Fcore = 192 MHz, Fmem = 96 MHz)
19. Сравнение производительности CPU SPEC2000 FP (Fcore = 192 MHz, Fmem = 96 MHz)
20. Сравнение производительности CPU SPEC2000 INT: +28.4% CPU SPEC2000 FP: +36.6%
21. Локализация ошибок в микропроцессоре Однократный сбой? Программная ошибка? Какая именно shell-команда вызывает сбой? (локализация testcase) Как
22. Примеры найденных ошибок 1. процессор 1890ВМ5Ф, 18 марта 2011: make check для perl-5.8.8 Зависание процессора в
23. Примеры найденных ошибок 2. процессор 1890ВМ6Я, ноябрь 2010: компиляция теста ATLAS под ОС Linux. (компилятор иногда
24. Примеры найденных ошибок 3. процессор 1890ВМ6Я, 2 сентября 2011: запуск инсталлятора ОС Linux Debian 6.0.2. Процессор
25. Примеры найденных ошибок 4. процессор 1890ВМ6Я, 16 сентября 2011: запуск поправленной версии инсталлятора ОС Linux Debian.
26. Примеры найденных ошибок 5. процессор 1890ВМ5Ф, ревизия 2 (2008г.), тест SPEC2000 252.eon: неверные данные у mfc1
27. Изучение кода ошибок Трассы кода, набор инструкций; Сегментация памяти; Режимы работы (K,S,U; 32/64); Исключительные ситуации; Прерывания;
28. Выводы + огромное количество готовых тестов; + относительно простой запуск; + тестирование с большим уровнем асинхронных
29. Планы по развитию методики - MPI и параллельные вычисления; - изучение QEMU, OVP - эмуляция многотредовых
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Типы тестов микропроцессоров:
Тесты разработчика;
Программы аттестации архитектуры;
Псевдослучайные тесты;
Переборные тесты;
Загрузка одной или нескольких

ОС;
Программы и приложения под ОС;
Тесты производительности.

Слайд 3

Тесты под ОС Linux:
Зачем их запускать?
Какие ОС и тесты запускать?
Типичные сценарии

запуска тестов.
Что показывают тесты производительности?
Какие ошибки были найдены?
Что в планах на будущее?

Слайд 4

Зачем запускать тесты под ОС?
большой архитектурный тест;
множество самопроверяющихся testcase'ов;
идеи для шаблонов

псевдослучайных тестов;
огромное количество тестов системы под ОС (LTP, сборка RPM-пакетов, SPEC, X...);
изучение производительности процессора (анализ трасс + результаты тестов);
решение задач на native-платформе (gcc, gdb, тесты C+asm), программирование cp2;
измерение основных электрических параметров потребления ядер микропроцессоров;
академический интерес.

Слайд 5

Схема тестовой установки

Слайд 6

Какие ОС и тесты запускаются?
ОС: ОСРВ 2000/3000, Linux Red Hat /

Debian
Тесты:
baget-2.4.37 и baget-2.6, компиляция ядер ОС Linux;
LTP, пакет тестов Linux Test Project, версии 20070531-5;
memtester-4.2.0, тест памяти;
тесты производительности процессора
CPU SPEC2000, CPU SPEC2006;
CP_NDEV, тест копирования файлов;

Слайд 7

Тесты, запускаемые под ОС Linux
mpfr-3.0.0, mpc-0.8.2, mpfrcx-0.3.1, mpir-2.2.1, gappa-0.14.0, gmp-5.0.1, математические

библиотеки точных вычислений, содержат встроенные тесты;
glucas-2.9.2, пакет вычислений простых чисел, хорошо нагружает FPU;
ruby-1.9.2, Python-2.5, perl-5.8.8, php-5.3.8, языки программирования, содержат встроенные тесты;
icarus verilog-0.9.3, моделирование VerilogHDL;
lame-3.97, flac-1.2.1, ffmpeg-0.5, кодеры/декодеры mp3/flac/видео;
kdegames-3.5.10, графические приложения – игры для KDE;
koffice-1.6.3, полный пакет офисных программ KDE;

Слайд 8

Тесты, запускаемые под ОС Linux
- mozilla-firefox - 3.6.13, Интернет-браузер
(gtk+-2.10.14,

cairo-1.2.6, pango-1.14.0, pkgconfig-0.15.0, neon-0.28.6, bison-2.4, atk-1.9.1, libIDL-0.8.8, libnotify-0.4.4, libsigc++-2.2.4, libxml2-2.7.3, m4-1.4.15, numactl-2.0.3, dbus-0.60, sqlite-2.8.17, curl-7.21.3);
wormux-0.9.2.1, графическая игра;
gcc–4.5.2 (C,C++,F77,F90,Java,…) selftests;

Слайд 9

Тесты, запускаемые под ОС Linux
Lmbench, тест производительности системы;
paranoia (разные оптимизации);
X :

KDE/Gnome;
тесты gcc (кросс-компиляция);
тесты производительности: dhrystone, whetstone, coremark, iobench, …;
тесты cp2 (dsplib);
HPL (MPI + ATLAS/GotoBLAS);
тесты posix под oc3000;

Слайд 10

Типичные сценарии запуска тестов
Вариант 1:
for i in `find …`; do

… ; done
Вариант 2:
tar zxf … . tgz
./configure CC=“gcc –march=7k …”
make
make check

Слайд 11

Тесты производительности
dhrystone;
whetstone;
coremark;
lmbench-3.0.9;
SPEC2000 (INT + FP);
SPEC2006 (INT + FP);
read / write speed

в ОС3000;
Switch Context / Thread response time в ОС3000.

Слайд 12

Сравнение производительности
1. Тест dhrystone под ОС3000:
1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я,

3 – разрабатываемый 65 нм

Слайд 13

Сравнение производительности
2. Тест whetsone (fpu) под ОС3000:
1 – ВМ5Ф, 2

– ВМ6Я, 3 – разрабатываемый 65 нм

Слайд 14

Сравнение производительности
3. Тест coremark под ОС Linux:
1 – ВМ5Ф, 2 –

ВМ6Я

Слайд 15

Сравнение производительности
4.1 Тесты lmbench под ОС Linux:
1 – ВМ5Ф, 2 –

ВМ6Я [Fcore=260, Fmem=130 MHz]
Processor, Processes - times in microseconds - smaller is better
------------------------------------------------------------------------------
Host OS Mhz null null open slct sig sig fork exec sh
call I/O stat clos TCP inst hndl proc proc proc
--------- ------------- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ---- ----
1890VM5 Linux 2.6.37+ 260 1.45 4.1 74.4 136 112 4.48 46.6 3688 13K 45K
1890VM6 Linux 2.6.37+ 260 1.25 3.1 54.6 98 90 3.23 29.3 2339 9020 31K
Basic integer operations - times in nanoseconds - smaller is better
-------------------------------------------
Host intgr intgr intgr intgr intgr
bit add mul div mod
--------------- ------ ------ ------ ------
1890VM5 3.89 5.44 10.5 54.5 32.2
1890VM6 3.88 4.07 7.1 54.3 28.2

Слайд 16

Сравнение производительности
4.2 Тесты lmbench под ОС Linux:
1 – ВМ5Ф, 2 –

ВМ6Я
Basic float/double operations - times in nanoseconds - smaller is better
----------------------------------- --------- ------------------
Host float float float float double double double double
add mul div bogo add mul div bogo
------- ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------ ------
1890VM5 17.9 18.6 65.8 158.1 21.8 22.5 79.4 181.6
1890VM6 11.0 11.3 58.0 105.5 14.9 15.2 71.7 126.2

Слайд 17

Сравнение производительности
4.3 Тесты lmbench под ОС Linux:
1 – ВМ5Ф, 2 –

ВМ6Я
Memory latencies in nanoseconds - smaller is better
-------- -------- -----------------------------
Host L1 $ L2 $ Main mem Rand mem
-------- ------ ---- ---------- ---------
1890VM5 8.002 111.8 180.8 540.4
1890VM6 8.009 103.8 184.9 544.4
File & VM system latencies in microseconds - smaller is better
---------------------------------------- ------- ----- ------ ------
Host 0K File 10K File Mmap Prot Page 100fd
Create Delete Create Delete Latency Fault Fault selct
--------- ------- -------- ------ ------ ------- ----- ------ ------
1890VM5 429.0 360.8 1385.0 595.2 82.4K 1.407 57.8 61.4
1890VM6 300.1 265.4 1000.0 437.3 56.0K 1.779 36.5 49.0

Слайд 18

Сравнение производительности
CPU SPEC2000 INT (Fcore = 192 MHz, Fmem = 96

MHz)

Слайд 19

Сравнение производительности
CPU SPEC2000 FP (Fcore = 192 MHz, Fmem = 96

MHz)

Слайд 20

Сравнение производительности
CPU SPEC2000 INT: +28.4%
CPU SPEC2000 FP: +36.6%

Слайд 21

Локализация ошибок в микропроцессоре
Однократный сбой?
Программная ошибка?
Какая именно shell-команда вызывает сбой? (локализация

testcase)
Как влияют Fcore / Fmem, SS, BP, Sp, L2?
Как ведет себя testcase на ПЛИС и на vmips (golden model emulator)?
Есть ли ошибка в RTL-коде?

Слайд 22

Примеры найденных ошибок
1. процессор 1890ВМ5Ф, 18 марта 2011:
make check для

perl-5.8.8
Зависание процессора в ситуации:
2624 PC=0x4cf0ec [38560ec] 8e420000 lw $v0,0x0($s2)
2625 PC=0x4cf0f0 [38560f0] 8f838024 lw $v1,0x8024($gp)
2626 PC=0x4cf0f4 [38560f4] c4420014 lwc1 f2,0x14($v0)
Exception CpUnusable, cause=11 at PC=0х4cf0f4 triggered,
instr=c4420014 Priority is 10; delay state is NORMAL;

Слайд 23

Примеры найденных ошибок
2. процессор 1890ВМ6Я, ноябрь 2010:
компиляция теста ATLAS под

ОС Linux. (компилятор иногда останавливается с сообщением о неизвестной ошибке - падает программа CC1). Ошибка в цикле:
72d62c: ac400014 sw zero,20(v0)
72d630: 8c420004 lw v0,4(v0)
72d634: 00000000 nop [? INT]
72d638: 1440fffc bnez v0,72d62c
72d63c: 00000000 nop
в случае прихода прерывания в один из тактов выполнения инструкции перехода (bnez). При этом, переход ошибочно происходил, несмотря на v0==0.
Ошибка исчезает при отключении суперскалярности.
В новой версии 1890ВМ6Я (сентябрь 2011) этой ошибки нет.

Слайд 24

Примеры найденных ошибок
3. процессор 1890ВМ6Я, 2 сентября 2011:
запуск инсталлятора ОС

Linux Debian 6.0.2.
Процессор не вызвал Reserved Instruction Exception по инструкции rdhwr 3,29 (opcode=0x7c03e83b), тогда как ядро ОС ждёт исключения.
1). Замена в исходниках ядра (balo) инструкции с опкодом 0х7c03e83b [rdhwr v1,$29] на инструкцию 0x7c03e833 (всегда вызывает RI - см. II-й pdf описание поля special3).
2). Замена 0х7c03e83b на 0x7c03e833 во всех библиотечных файлах файловой системы.

Слайд 25

Примеры найденных ошибок
4. процессор 1890ВМ6Я, 16 сентября 2011:
запуск поправленной версии инсталлятора

ОС Linux Debian.
Процессор неправильно отработал инструкцию eret в обработчике RI Exception, вызывав Coprocessor Unusable Exception. Пример кода:
24017 PC=0x80008480 [8480] df630018 ld $v1,0x18($k1)
24018 PC=0x80008484 [8484] 42000018 eret
Ошибка только в случае, если ld вызывает dcache miss + dTLB hit.
Ошибка исправляется добавлением двух ssnop между ld и eret.
(Файл ядра arch/mips/kernel/genex.S)

Слайд 26

Примеры найденных ошибок
5. процессор 1890ВМ5Ф, ревизия 2 (2008г.),
тест SPEC2000 252.eon:
неверные данные

у mfc1 в ситуации:
madd.D $fp0,...
lw …
addiu …
jr
mfc1 ...,$fp1
в режиме 32-х разрядной совместимости FPU.

Слайд 27

Изучение кода ошибок
Трассы кода, набор инструкций;
Сегментация памяти;
Режимы работы (K,S,U; 32/64);
Исключительные ситуации;
Прерывания;
Кэш-память;
Сопроцессоры.

Слайд 28

Выводы
+ огромное количество готовых тестов;
+ относительно простой запуск;
+ тестирование с большим

уровнем асинхронных прерываний/событий;
+ большая уверенность в проекте, чем после прогона базы тестов;
избыточность тестов;
иногда трудно локализовать ошибку.

Слайд 29

Планы по развитию методики
- MPI и параллельные вычисления;
- изучение QEMU, OVP

- эмуляция многотредовых многоядерных процессоров;
- тесты на F77, F90;
- test profiling и test coverage;
- Использование системы buildroot;
- улучшение шаблонов для псевдослучайного тестирования.

Запуск ОС Linux как этап функционального тестирования микропроцессоров

Содержание

Типы тестов микропроцессоров:Тесты разработчика;Программы аттестации архитектуры;Псевдослучайные тесты;Переборные тесты;Загрузка одной или нескольких

Тесты под ОС Linux:Зачем их запускать?Какие ОС и тесты запускать?Типичные сценарии

Зачем запускать тесты под ОС?большой архитектурный тест;множество самопроверяющихся testcase'ов;идеи для шаблонов

Схема тестовой установки

Какие ОС и тесты запускаются?ОС: ОСРВ 2000/3000, Linux Red Hat /

Тесты, запускаемые под ОС Linuxmpfr-3.0.0, mpc-0.8.2, mpfrcx-0.3.1, mpir-2.2.1, gappa-0.14.0, gmp-5.0.1, математические

Тесты, запускаемые под ОС Linux- mozilla-firefox - 3.6.13, Интернет-браузер (gtk+-2.10.14,

Тесты, запускаемые под ОС LinuxLmbench, тест производительности системы;paranoia (разные оптимизации);X :

Типичные сценарии запуска тестовВариант 1: for i in `find …`; do

Тесты производительностиdhrystone;whetstone;coremark;lmbench-3.0.9;SPEC2000 (INT + FP);SPEC2006 (INT + FP);read / write speed

Сравнение производительности1. Тест dhrystone под ОС3000: 1 – ВМ5Ф, 2 – ВМ6Я,

Сравнение производительности2. Тест whetsone (fpu) под ОС3000: 1 – ВМ5Ф, 2

Сравнение производительности3. Тест coremark под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 –

Сравнение производительности4.1 Тесты lmbench под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 –

Сравнение производительности4.2 Тесты lmbench под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 –

Сравнение производительности4.3 Тесты lmbench под ОС Linux: 1 – ВМ5Ф, 2 –

Сравнение производительностиCPU SPEC2000 INT (Fcore = 192 MHz, Fmem = 96

Сравнение производительностиCPU SPEC2000 FP (Fcore = 192 MHz, Fmem = 96

Сравнение производительностиCPU SPEC2000 INT: +28.4%CPU SPEC2000 FP: +36.6%

Локализация ошибок в микропроцессореОднократный сбой?Программная ошибка?Какая именно shell-команда вызывает сбой? (локализация

Примеры найденных ошибок1. процессор 1890ВМ5Ф, 18 марта 2011: make check для

Примеры найденных ошибок2. процессор 1890ВМ6Я, ноябрь 2010: компиляция теста ATLAS под

Примеры найденных ошибок3. процессор 1890ВМ6Я, 2 сентября 2011: запуск инсталлятора ОС

Примеры найденных ошибок4. процессор 1890ВМ6Я, 16 сентября 2011: запуск поправленной версии инсталлятора

Примеры найденных ошибок5. процессор 1890ВМ5Ф, ревизия 2 (2008г.), тест SPEC2000 252.eon: неверные данные

Изучение кода ошибокТрассы кода, набор инструкций;Сегментация памяти;Режимы работы (K,S,U; 32/64);Исключительные ситуации;Прерывания;Кэш-память;Сопроцессоры.

Выводы+ огромное количество готовых тестов;+ относительно простой запуск;+ тестирование с большим

Планы по развитию методики- MPI и параллельные вычисления;- изучение QEMU, OVP

Похожие презентации