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authorDaniel Friesel <daniel.friesel@uos.de>2020-07-08 13:39:08 +0200
committerDaniel Friesel <daniel.friesel@uos.de>2020-07-08 13:39:08 +0200
commit7be50e50ef9e96747ca1badc66e97efdda553bc4 (patch)
treebf9f9f5733d7712c488c32ee509bbb1e9ab52d10
parent813bbdec263fde4fdf651c0b848d73e4d4063217 (diff)
generate-dfa-benchmark documentation
-rw-r--r--doc/generate-dfa-benchmark.md85
1 files changed, 85 insertions, 0 deletions
diff --git a/doc/generate-dfa-benchmark.md b/doc/generate-dfa-benchmark.md
new file mode 100644
index 0000000..48a991d
--- /dev/null
+++ b/doc/generate-dfa-benchmark.md
@@ -0,0 +1,85 @@
+Diese Anleitung beschreibt die Benchmarkgenerierung mit AEMR/dfatool. Sie geht
+von der folgenden Verzeichnisstruktur aus.
+
+* `data`: Benchmark-Messdaten
+* `data/cache`: Cache für teilweise ausgewertete Benchmarks
+* `dfatool`: dfatool-Repository
+* `multipass`: multipass-Repository
+
+*multipass* enthält Gerätetreiber mit zugehörigen PTA-Definitionen
+(Transitionen, Zustände und Parameter der Hardware) sowie Hilfsfunktionen für
+Benchmarks. Es verzichtet bewusst auf Tasking und System-Ticks, um Benchmarks
+nicht durch Timer Interrupts zu beeinflussen. In *dfatool* liegen die
+Generierungs- und Auswertungsskripte.
+
+## Benchmarkgenerierung
+
+Die Generierung und Vermessung von Benchmarks erfolgt immer mit
+`generate-dfa-benchmark.py`. Dieses muss vom multipass-Verzeichnis aus
+aufgerufen werden. Ein Benchmark läuft wie folgt ab.
+
+* Generierung von Läufen durch den PTA des zu vermessenden Geräts. Die Läufe
+ können u.a. mit `--depth`, `--shrink` und `--trace-filter` beeinflusst
+ werden.
+* Erzeugung einer C++-Anwendung (`src/app/aemr/main.cc`), welche die Hardware
+ durch die Läufe schickt und die ausgeführten Transitionen protokolliert. Sie
+ greift auf `include/object/ptalog.h` zurück.
+ * Die grundlegende Anwendungsstruktur (Header, Aufruf der Treiberfunktionen,
+ Wartezeit zwischen Funktionsaufrufen) wird von generate-dfa-benchmark
+ vorgegeben (`benchmark_from_runs`)
+ * Ein Test Harness aus `lib/harness.py` (OnboardTimerHarness für
+ energytrace/timing benchmarks, TransitionHarness für MIMOSA) erweitert
+ die generierte Anwendung um Synchronisierungsaufrufe und/oder zusätzliche
+ Messungen, z.B. mit einem Onboard-Timer. Dazu werden für jeden Lauf durch
+ den PTA `start_run` und `start_trace` aufgerufen ("ein neuer Lauf beginnt"),
+ dann für jeden Funktionsaufruf und jeden Zustand `append_transition`,
+ `append_state` und `pass_transition` und schließlich `stop_run`.
+ Das Harness speichert die zum generierten Code gehörenden Läufe und die
+ während eines Zustands / einer Transition gültigen PTA-Parameter intern als
+ `{"isa": "state", "name": ..., "parameter": dict(...)}` bzw.
+ `{"isa": "transition", "name": ..., "parameter: dict(...), "args": list(...)}`
+* Kompilieren der Anwendung in `run_benchmark` per `runner.build` (siehe
+ `runner.py`). Falls der Benchmark zu groß ist, wird er in mehrere
+ Anwendungen aufgeteilt, die nacheinander ausgeführt und vermessen werden.
+ Zusätzlich wird jede Messung mehrfach durchegführt, um Einflüsse durch
+ Messfehler zu minimieren.
+* Ausführung des Benchmarks. Der Code wird mittels `runner.flash` programmiert,
+ die Ansteuerung zusätzlicher Software (z.B. MIMOSA, EnergyTrace) erfolgt über
+ einen Monitor aus `lib/runner.py`. Sobald der Monitor mittels `get_monitor`
+ erzeugt wird, beginnt die Messung. Während der Messung werden Ausgaben
+ von der seriellen Konsole über den `parser_cb` des aktiven Test Harness
+ verarbeitet; auf diese Weise wird auch das Ende des Benchmarks erkannt.
+ `monitor.close()` beendet die Messung.
+* Nach Abschluss aller (Teil)benchmarks und Wiederholungen werden
+ die Benchmarkpläne (`harness.traces`), UART-Ausgaben (`monitor.get_lines()`)
+ und ggf. zusätzliche Logfiles (`monitor.get_files()`) in eine tar-Datei
+ archiviert.
+
+## Beispiel
+
+Wenn sich msp430-etv und energytrace in $PATH befinden, generiert der folgende
+Aufruf mit einem MSP430FR5994 Launchpad ohne Peripherie einen erfolgreichen
+Benchmark-Ablauf:
+
+```
+cd multipass
+../dfatool/bin/generate-dfa-benchmark.py --data=../data \
+--timer-pin=GPIO::p1_0 --sleep=200 --repeat=3 --arch=msp430fr5994lp \
+--energytrace=sync=bar model/driver/sharp96.dfa src/app/aemr/main.cc
+```
+
+Nach einigen Minuten wird unter `data` ein auf sharp96.tar endendes Archiv mit
+Benchmark-Setup (Treiber-PTA, energytrace-Config, Traces durch den
+Automaten) und Messdaten (energytrace-Logfiles) abgelegt. Dieses kann wie folgt
+analysiert werden:
+
+```
+cd dfatool
+bin/analyze-archive.py --info --show-model=all --show-quality=table ../data/...-sharp96.tar
+```
+
+Sofern sich die LED-Leistungsaufnahme des verwendeten Launchpads im üblichen
+Rahmen bewegt, funktioniert die Auswertung. Hier sollten für POWEROFF und
+POWERON sehr ähnliche Werte herauskommen (da ja keine Peripherie angeschlossen
+war) und die writeLine-Transition deutlich mehr Zeit als die restlichen
+benötigen.