Google Benchmark性能计数器结果后n、p、u字母含义咨询

问题背景 #

用户编写了如下Google Benchmark基准测试代码：

#include "benchmark/benchmark.h"
#include <cstring>

static void bench_memset(benchmark::State& state) {
    char buffer[16];

    for(auto _ : state) {
        memset(buffer, '\0', 16);
        benchmark::ClobberMemory();
    }
}

BENCHMARK(bench_memset);
BENCHMARK_MAIN();

执行测试命令：

./my_benchmark --benchmark_perf_counters=BRANCH-MISSES,CACHE-MISSES,CACHE-REFERENCES --benchmark_counters_tabular=true

得到初始测试结果：

---------------------------------------------------------------------------------------------------
Benchmark             Time             CPU   Iterations BRANCH-MISSES CACHE-MISSES CACHE-REFERENCES
---------------------------------------------------------------------------------------------------
bench_memset      0.611 ns        0.611 ns   1000000000            7n        1000p              52n

当将测试中buffer大小调整为4096字节后，结果变为：

---------------------------------------------------------------------------------------------------
Benchmark             Time             CPU   Iterations BRANCH-MISSES CACHE-MISSES CACHE-REFERENCES
---------------------------------------------------------------------------------------------------
bench_memset       96.0 ns         96.0 ns      6959398      1.14952u            0         81.6163u

用户理解分支缺失、缓存缺失的核心概念，但不清楚性能计数器指标后的n、p、u等字母含义，查阅官方文档未找到相关说明，特此询问。

后缀字母含义解析 #

这些后缀是Google Benchmark为了让结果更易读，对性能计数器数值自动选择的归一化方式标识，具体含义如下：

• n：代表单次迭代的绝对计数，即每运行一次基准测试循环，对应计数器的平均增量值。比如第一个结果里的7n，表示每次memset操作平均产生7次分支缺失。
• p：代表每千次迭代的计数，1000p即每执行一千次测试循环，对应计数器累计产生1000次缓存缺失。
• u：代表每微秒的计数，1.14952u表示每微秒内平均产生约1.15次分支缺失。
• 无后缀：代表测试全程的总计数，即整个基准测试运行期间，计数器的累计总值。

Google Benchmark会根据计数器数值的量级自动切换归一化方式，确保结果直观易读。比如当单次迭代计数极小时，会优先展示总计数或每千次迭代计数；当计数与时间关联度更高时，会切换为每微秒计数。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hunter