[InstCombine] Signed saturation patterns
[llvm-core.git] / utils / benchmark / docs / tools.md
blob70500bd3223ce537b0aeb7ca45f2ab69b234c634
1 # Benchmark Tools
3 ## compare_bench.py
5 The `compare_bench.py` utility which can be used to compare the result of benchmarks.
6 The program is invoked like:
8 ``` bash
9 $ compare_bench.py <old-benchmark> <new-benchmark> [benchmark options]...
10 ```
12 Where `<old-benchmark>` and `<new-benchmark>` either specify a benchmark executable file, or a JSON output file. The type of the input file is automatically detected. If a benchmark executable is specified then the benchmark is run to obtain the results. Otherwise the results are simply loaded from the output file.
14 `[benchmark options]` will be passed to the benchmarks invocations. They can be anything that binary accepts, be it either normal `--benchmark_*` parameters, or some custom parameters your binary takes.
16 The sample output using the JSON test files under `Inputs/` gives:
18 ``` bash
19 $ ./compare_bench.py ./gbench/Inputs/test1_run1.json ./gbench/Inputs/test1_run2.json
20 Comparing ./gbench/Inputs/test1_run1.json to ./gbench/Inputs/test1_run2.json
21 Benchmark                        Time             CPU      Time Old      Time New       CPU Old       CPU New
22 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------
23 BM_SameTimes                  +0.0000         +0.0000            10            10            10            10
24 BM_2xFaster                   -0.5000         -0.5000            50            25            50            25
25 BM_2xSlower                   +1.0000         +1.0000            50           100            50           100
26 BM_1PercentFaster             -0.0100         -0.0100           100            99           100            99
27 BM_1PercentSlower             +0.0100         +0.0100           100           101           100           101
28 BM_10PercentFaster            -0.1000         -0.1000           100            90           100            90
29 BM_10PercentSlower            +0.1000         +0.1000           100           110           100           110
30 BM_100xSlower                +99.0000        +99.0000           100         10000           100         10000
31 BM_100xFaster                 -0.9900         -0.9900         10000           100         10000           100
32 BM_10PercentCPUToTime         +0.1000         -0.1000           100           110           100            90
33 BM_ThirdFaster                -0.3333         -0.3334           100            67           100            67
34 BM_BadTimeUnit                -0.9000         +0.2000             0             0             0             1
35 ```
37 As you can note, the values in `Time` and `CPU` columns are calculated as `(new - old) / |old|`.
39 When a benchmark executable is run, the raw output from the benchmark is printed in real time to stdout. The sample output using `benchmark/basic_test` for both arguments looks like:
41 ```
42 ./compare_bench.py  test/basic_test test/basic_test  --benchmark_filter=BM_empty.*
43 RUNNING: test/basic_test --benchmark_filter=BM_empty.* --benchmark_out=/tmp/tmpN7LF3a
44 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
45 2017-11-07 23:28:36
46 ---------------------------------------------------------------------
47 Benchmark                              Time           CPU Iterations
48 ---------------------------------------------------------------------
49 BM_empty                               4 ns          4 ns  170178757
50 BM_empty/threads:8                     1 ns          7 ns  103868920
51 BM_empty_stop_start                    0 ns          0 ns 1000000000
52 BM_empty_stop_start/threads:8          0 ns          0 ns 1403031720
53 RUNNING: /test/basic_test --benchmark_filter=BM_empty.* --benchmark_out=/tmp/tmplvrIp8
54 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
55 2017-11-07 23:28:38
56 ---------------------------------------------------------------------
57 Benchmark                              Time           CPU Iterations
58 ---------------------------------------------------------------------
59 BM_empty                               4 ns          4 ns  169534855
60 BM_empty/threads:8                     1 ns          7 ns  104188776
61 BM_empty_stop_start                    0 ns          0 ns 1000000000
62 BM_empty_stop_start/threads:8          0 ns          0 ns 1404159424
63 Comparing ../build/test/basic_test to ../build/test/basic_test
64 Benchmark                                Time             CPU      Time Old      Time New       CPU Old       CPU New
65 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
66 BM_empty                              -0.0048         -0.0049             4             4             4             4
67 BM_empty/threads:8                    -0.0123         -0.0054             1             1             7             7
68 BM_empty_stop_start                   -0.0000         -0.0000             0             0             0             0
69 BM_empty_stop_start/threads:8         -0.0029         +0.0001             0             0             0             0
71 ```
73 As you can note, the values in `Time` and `CPU` columns are calculated as `(new - old) / |old|`.
74 Obviously this example doesn't give any useful output, but it's intended to show the output format when 'compare_bench.py' needs to run benchmarks.
76 ## compare.py
78 The `compare.py` can be used to compare the result of benchmarks.
79 There are three modes of operation:
81 1. Just compare two benchmarks, what `compare_bench.py` did.
82 The program is invoked like:
84 ``` bash
85 $ compare.py benchmarks <benchmark_baseline> <benchmark_contender> [benchmark options]...
86 ```
87 Where `<benchmark_baseline>` and `<benchmark_contender>` either specify a benchmark executable file, or a JSON output file. The type of the input file is automatically detected. If a benchmark executable is specified then the benchmark is run to obtain the results. Otherwise the results are simply loaded from the output file.
89 `[benchmark options]` will be passed to the benchmarks invocations. They can be anything that binary accepts, be it either normal `--benchmark_*` parameters, or some custom parameters your binary takes.
91 Example output:
92 ```
93 $ ./compare.py benchmarks ./a.out ./a.out
94 RUNNING: ./a.out --benchmark_out=/tmp/tmprBT5nW
95 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
96 2017-11-07 21:16:44
97 ------------------------------------------------------
98 Benchmark               Time           CPU Iterations
99 ------------------------------------------------------
100 BM_memcpy/8            36 ns         36 ns   19101577   211.669MB/s
101 BM_memcpy/64           76 ns         76 ns    9412571   800.199MB/s
102 BM_memcpy/512          84 ns         84 ns    8249070   5.64771GB/s
103 BM_memcpy/1024        116 ns        116 ns    6181763   8.19505GB/s
104 BM_memcpy/8192        643 ns        643 ns    1062855   11.8636GB/s
105 BM_copy/8             222 ns        222 ns    3137987   34.3772MB/s
106 BM_copy/64           1608 ns       1608 ns     432758   37.9501MB/s
107 BM_copy/512         12589 ns      12589 ns      54806   38.7867MB/s
108 BM_copy/1024        25169 ns      25169 ns      27713   38.8003MB/s
109 BM_copy/8192       201165 ns     201112 ns       3486   38.8466MB/s
110 RUNNING: ./a.out --benchmark_out=/tmp/tmpt1wwG_
111 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
112 2017-11-07 21:16:53
113 ------------------------------------------------------
114 Benchmark               Time           CPU Iterations
115 ------------------------------------------------------
116 BM_memcpy/8            36 ns         36 ns   19397903   211.255MB/s
117 BM_memcpy/64           73 ns         73 ns    9691174   839.635MB/s
118 BM_memcpy/512          85 ns         85 ns    8312329   5.60101GB/s
119 BM_memcpy/1024        118 ns        118 ns    6438774   8.11608GB/s
120 BM_memcpy/8192        656 ns        656 ns    1068644   11.6277GB/s
121 BM_copy/8             223 ns        223 ns    3146977   34.2338MB/s
122 BM_copy/64           1611 ns       1611 ns     435340   37.8751MB/s
123 BM_copy/512         12622 ns      12622 ns      54818   38.6844MB/s
124 BM_copy/1024        25257 ns      25239 ns      27779   38.6927MB/s
125 BM_copy/8192       205013 ns     205010 ns       3479    38.108MB/s
126 Comparing ./a.out to ./a.out
127 Benchmark                 Time             CPU      Time Old      Time New       CPU Old       CPU New
128 ------------------------------------------------------------------------------------------------------
129 BM_memcpy/8            +0.0020         +0.0020            36            36            36            36
130 BM_memcpy/64           -0.0468         -0.0470            76            73            76            73
131 BM_memcpy/512          +0.0081         +0.0083            84            85            84            85
132 BM_memcpy/1024         +0.0098         +0.0097           116           118           116           118
133 BM_memcpy/8192         +0.0200         +0.0203           643           656           643           656
134 BM_copy/8              +0.0046         +0.0042           222           223           222           223
135 BM_copy/64             +0.0020         +0.0020          1608          1611          1608          1611
136 BM_copy/512            +0.0027         +0.0026         12589         12622         12589         12622
137 BM_copy/1024           +0.0035         +0.0028         25169         25257         25169         25239
138 BM_copy/8192           +0.0191         +0.0194        201165        205013        201112        205010
141 What it does is for the every benchmark from the first run it looks for the benchmark with exactly the same name in the second run, and then compares the results. If the names differ, the benchmark is omitted from the diff.
142 As you can note, the values in `Time` and `CPU` columns are calculated as `(new - old) / |old|`.
144 2. Compare two different filters of one benchmark
145 The program is invoked like:
147 ``` bash
148 $ compare.py filters <benchmark> <filter_baseline> <filter_contender> [benchmark options]...
150 Where `<benchmark>` either specify a benchmark executable file, or a JSON output file. The type of the input file is automatically detected. If a benchmark executable is specified then the benchmark is run to obtain the results. Otherwise the results are simply loaded from the output file.
152 Where `<filter_baseline>` and `<filter_contender>` are the same regex filters that you would pass to the `[--benchmark_filter=<regex>]` parameter of the benchmark binary.
154 `[benchmark options]` will be passed to the benchmarks invocations. They can be anything that binary accepts, be it either normal `--benchmark_*` parameters, or some custom parameters your binary takes.
156 Example output:
158 $ ./compare.py filters ./a.out BM_memcpy BM_copy
159 RUNNING: ./a.out --benchmark_filter=BM_memcpy --benchmark_out=/tmp/tmpBWKk0k
160 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
161 2017-11-07 21:37:28
162 ------------------------------------------------------
163 Benchmark               Time           CPU Iterations
164 ------------------------------------------------------
165 BM_memcpy/8            36 ns         36 ns   17891491   211.215MB/s
166 BM_memcpy/64           74 ns         74 ns    9400999   825.646MB/s
167 BM_memcpy/512          87 ns         87 ns    8027453   5.46126GB/s
168 BM_memcpy/1024        111 ns        111 ns    6116853    8.5648GB/s
169 BM_memcpy/8192        657 ns        656 ns    1064679   11.6247GB/s
170 RUNNING: ./a.out --benchmark_filter=BM_copy --benchmark_out=/tmp/tmpAvWcOM
171 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
172 2017-11-07 21:37:33
173 ----------------------------------------------------
174 Benchmark             Time           CPU Iterations
175 ----------------------------------------------------
176 BM_copy/8           227 ns        227 ns    3038700   33.6264MB/s
177 BM_copy/64         1640 ns       1640 ns     426893   37.2154MB/s
178 BM_copy/512       12804 ns      12801 ns      55417   38.1444MB/s
179 BM_copy/1024      25409 ns      25407 ns      27516   38.4365MB/s
180 BM_copy/8192     202986 ns     202990 ns       3454   38.4871MB/s
181 Comparing BM_memcpy to BM_copy (from ./a.out)
182 Benchmark                               Time             CPU      Time Old      Time New       CPU Old       CPU New
183 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
184 [BM_memcpy vs. BM_copy]/8            +5.2829         +5.2812            36           227            36           227
185 [BM_memcpy vs. BM_copy]/64          +21.1719        +21.1856            74          1640            74          1640
186 [BM_memcpy vs. BM_copy]/512        +145.6487       +145.6097            87         12804            87         12801
187 [BM_memcpy vs. BM_copy]/1024       +227.1860       +227.1776           111         25409           111         25407
188 [BM_memcpy vs. BM_copy]/8192       +308.1664       +308.2898           657        202986           656        202990
191 As you can see, it applies filter to the benchmarks, both when running the benchmark, and before doing the diff. And to make the diff work, the matches are replaced with some common string. Thus, you can compare two different benchmark families within one benchmark binary.
192 As you can note, the values in `Time` and `CPU` columns are calculated as `(new - old) / |old|`.
194 3. Compare filter one from benchmark one to filter two from benchmark two:
195 The program is invoked like:
197 ``` bash
198 $ compare.py filters <benchmark_baseline> <filter_baseline> <benchmark_contender> <filter_contender> [benchmark options]...
201 Where `<benchmark_baseline>` and `<benchmark_contender>` either specify a benchmark executable file, or a JSON output file. The type of the input file is automatically detected. If a benchmark executable is specified then the benchmark is run to obtain the results. Otherwise the results are simply loaded from the output file.
203 Where `<filter_baseline>` and `<filter_contender>` are the same regex filters that you would pass to the `[--benchmark_filter=<regex>]` parameter of the benchmark binary.
205 `[benchmark options]` will be passed to the benchmarks invocations. They can be anything that binary accepts, be it either normal `--benchmark_*` parameters, or some custom parameters your binary takes.
207 Example output:
209 $ ./compare.py benchmarksfiltered ./a.out BM_memcpy ./a.out BM_copy
210 RUNNING: ./a.out --benchmark_filter=BM_memcpy --benchmark_out=/tmp/tmp_FvbYg
211 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
212 2017-11-07 21:38:27
213 ------------------------------------------------------
214 Benchmark               Time           CPU Iterations
215 ------------------------------------------------------
216 BM_memcpy/8            37 ns         37 ns   18953482   204.118MB/s
217 BM_memcpy/64           74 ns         74 ns    9206578   828.245MB/s
218 BM_memcpy/512          91 ns         91 ns    8086195   5.25476GB/s
219 BM_memcpy/1024        120 ns        120 ns    5804513   7.95662GB/s
220 BM_memcpy/8192        664 ns        664 ns    1028363   11.4948GB/s
221 RUNNING: ./a.out --benchmark_filter=BM_copy --benchmark_out=/tmp/tmpDfL5iE
222 Run on (8 X 4000 MHz CPU s)
223 2017-11-07 21:38:32
224 ----------------------------------------------------
225 Benchmark             Time           CPU Iterations
226 ----------------------------------------------------
227 BM_copy/8           230 ns        230 ns    2985909   33.1161MB/s
228 BM_copy/64         1654 ns       1653 ns     419408   36.9137MB/s
229 BM_copy/512       13122 ns      13120 ns      53403   37.2156MB/s
230 BM_copy/1024      26679 ns      26666 ns      26575   36.6218MB/s
231 BM_copy/8192     215068 ns     215053 ns       3221   36.3283MB/s
232 Comparing BM_memcpy (from ./a.out) to BM_copy (from ./a.out)
233 Benchmark                               Time             CPU      Time Old      Time New       CPU Old       CPU New
234 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
235 [BM_memcpy vs. BM_copy]/8            +5.1649         +5.1637            37           230            37           230
236 [BM_memcpy vs. BM_copy]/64          +21.4352        +21.4374            74          1654            74          1653
237 [BM_memcpy vs. BM_copy]/512        +143.6022       +143.5865            91         13122            91         13120
238 [BM_memcpy vs. BM_copy]/1024       +221.5903       +221.4790           120         26679           120         26666
239 [BM_memcpy vs. BM_copy]/8192       +322.9059       +323.0096           664        215068           664        215053
241 This is a mix of the previous two modes, two (potentially different) benchmark binaries are run, and a different filter is applied to each one.
242 As you can note, the values in `Time` and `CPU` columns are calculated as `(new - old) / |old|`.