使用Termux在Android设备上编译运行SpecCPU2006

Spec CPU 2006 的使用说明（曲线救国版）

因本部分实验用到的Spec CPU2006依赖于多个编译工具包，因此对源码的编译要在配置好环境的Linux设备上运行，根据实验发现，现有的环境（包括adb和termux）都不能很好地支持代码编译，经过多种尝试，最后通过在termux中安装ubuntu系统实现了环境配置、编译运行等测试。
当然最理想的还是交叉编译，后面再补一篇，这篇不是哦。

1.ubuntu环境配置

1.1 Termux简介

Termux 是一款安卓平台下模拟 Linux 环境的 app。可以直接使用，无需 root或额外设置。支持 apt 进行软件包管理。

1.2 Termux安装

首先，下载termux（Release v0.118.0 · termux/termux-app (github.com)），安装到手机

adb install .\termux-app_v0.118.0+github-debug_arm64-v8a.apk

1.3 Termux配置

  • 换源： termux-change-repo，参考tsinghua源；
  • 更新： pkg update、pkg upgrade；
  • 配置vim： pkg install vim，然后输入export EDITOR=vim把默认编辑器修改为vim；
  • 配置sudo： pkg install tsu
  • 配置ssh【非必须，方便电脑端控制】：ifconfig 查看本机ip，whoami 查看主机名。输入pkg install openssh安装SSH软件，安装好之后输入passwd添加密码（需要输入两次），然后安装nmap：pkg install nmap。最后分别输入sshd 和 nmap+ip地址 来开启服务。

在电脑端可以使用finalshell或者xshell等其他终端工具，新建ssh连接。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
注意，每次重启Termux客户端的时候，都需要输入sshd命令来开启ssh服务。

1.4 Termux安装Ubuntu

  1. 安装wget: apt-get install wget -y
  2. 安装proot: apt-get install proot -y
  3. 安装git: apt-get install git -y
  4. 转到HOME: cd ~
  5. 下载脚本: git clone https://github.com/MFDGaming/ubuntu-in-termux.git
  6. 打开目录: cd ubuntu-in-termux
  7. 增加执行权限: chmod +x ubuntu.sh
  8. 运行脚本: ./ubuntu.sh -y
  9. 打开Ubuntu系统:./startubuntu.sh

2.SpecCPU2006在安卓手机的编译运行

2.1SpecCPU2006简介

SPEC CPU2006是SPEC组织推出的CPU子系统评估软件，重点测试系统的处理器、内存子系统和编译器。
SPEC CPU2006包括了CINT2006和CFP2006两个子项目，前者用于测量和对比整数性能、包含12个不同的基准测试，而后者则用于测量和对比浮点性能、包含17个不同的基准测试。

SPEC CPU2006测试中，测试系统的处理器、内存子系统和使用到的编译器（SPEC CPU2006提供的是源代码，并且允许测试用户进行一定的编译优化）都会影响最终的测试性能，而I/O（磁盘）、网络、操作系统和图形子系统对于SPEC CPU2006的影响非常的小。

2.2 SpecCPU2006下载

speccpu2006-v1.0.1百度网盘下载地址：
链接： https://pan.baidu.com/s/1R-RCA3ZKSnpbyXgqEl7bSw?pwd=a3h8
提取码： a3h8

2.3 SpecCPU2006测试原理

Spec2006测试模式分为rate测试和speed测试两项，其中rate测试主要衡量系统的多并发运算处理性能即平常我们所说的多线，speed测试主要衡量系统的单任务处理性能即平常我们所说的单线。

CINT2006包括C编译程序、量子计算机仿真、下象棋程序等，CFP2006包括有限元模型结构化网格法、分子动力学质点法、流体动力学稀疏线性代数法等。为了简化测试结果，SPEC决定使用单一的数字来归纳所有12种整数基准程序。
具体方法是将被测计算机的执行时间标准化，即将被测计算机的执行时间除一个参考处理器的执行时间，结果称为SPECratio。SPECratio值越大，表示性能越快（因为SPECratio是执行时间的倒数）。CINT2006或CFP2006的综合测试结果是取SPECratio的几何平均值。

各个测试组件基本上都由C和Fortran语言编写，有7个测试项目使用了C++语言，而Fortran语言均用来编写浮点部分。

2.4 文件结构

在这里插入图片描述

2.5 SpecCPU2006安装

首先在termux 主目录下创建一个文件夹share 用来存放Spec文件。
mkdir share
在这里插入图片描述

将前面下载下来的压缩包解压（或者先传到手机再解压）传到termux的share中，这里使用的是adb push在电脑上解压好的文件夹，路径可以通过pwd查看。
解压： tar xvf speccpu2006-v1.0.1-newest.tar -C ~ > /dev/null
push到手机命令： adb push .\speccpu2006\ /data/data/com.termux/files/home/share
在这里插入图片描述

根据实验情况发现，这里还必须通过adb给传送过去的文件增加写权限，通过adb shell进入文件系统，找到刚才的文件夹目录chmod -R 777 ./share/。
在这里插入图片描述
打开Ubuntu终端，安装依赖包：
在这里插入图片描述
更新：
apt-get update
apt-get upgrade
主要的编译工具：
apt-get install gcc g++ gfortran libbz2-dev

Ps： 如果提示缺少apt-get，可以使用命令apt-get install apt安装，缺少sudo可以用命令apt install sudo安装，安装vim是apt install vim。如果速度慢也可以换源，参考这篇博客。在使用的时候出现了sudo: unable to resolve host localhost: Name or service not known这个虽然不影响，但解决办法是把下面的配置覆盖到/etc/hosts文件中：
在这里插入图片描述
安装完成如下，就可以开始准备编译了。
在这里插入图片描述
在Ubuntu的~目录下增加个软连接方便直接在~目录操作：
ln -s /data/data/com.termux/files/home/share/speccpu2006/ ~/spec
在这里插入图片描述

Ps： 在此处实现文件在Ubuntu系统内运行遇到很多困难，目前总结来看，通过在Ubuntu内软连接直接访问手机文件系统存在权限不足的问题。 通过./startubuntu.sh运行的时候，vim修改该文件增加command+=" -b /data/local/tmp"挂载文件系统目录，发现也有问题，这里做个记录。

修改代码中几处文件
① vim spec/tools/src/buildtools，注释311行，在312行./Configure前加export PERLFLAGS=“-A libs=-lm -A libs=-ldl”
在这里插入图片描述
②vim spec/tools/src/make-3.80/glob/glob.c在第209行“#if !defined __alloca && !defined GNU_LIBRARY”和230行“#endif”前添加“//”注释掉；第232、240行注释掉。
在这里插入图片描述
到此为止就配置好了，接下来运行安装脚本 ./install.sh ，需要输入 yes 。然后就是漫长的等待。
在这里插入图片描述
安装完成。
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2.6 SpecCPU2006使用

!!! 每次使用前加载环境变量 !!! ：. ./shrc（点后面空格！）
使用runspec -V 可以检查是否安装成功
在这里插入图片描述
测试471.omnetpp：
runspec -c arm64.cfg -i ref -n 3 -r -u 8 471
【跑一组omnetpp需要大概1.6h】

不同平台的命令不太一样，这里仅列举ARM的
runspec -c arm64.cfg -n 1 -r 1 all（单线程）
runspec -c arm64.cfg -n 1 -r N all（多线程）

=== 主要参数说明 ===

-n 指定测试轮数 (3轮测试的话测试完成后会自动算出Base Ratio的几何平均数（几何平均数与算数平均值不同，几何平均数是对各变量值的连乘积开项数次方根），3轮以下则不显示该分数，需要手动算分; 手动算几何平均数方法：可在EXCEL表格中执行函数 =GEOMEAN(G8:G24));

-r N,设置cpu核数，N和CPU核数一致，根据台式机或服务器的核数去指定多线程N的值；

all代表浮点和整型参数都测试。

2.7 运行结果示例

测试结束后在result目录下，查看测试结果，测试结果一般以测试类型和测试次序进行区别，并且会按照整点和浮点进行划分。
如果是按照正式reportable的模式进行测试的话，会出一份网页版的正式测试结果，非正式结果可以去asc或txt文档查看，格式例如下文：
在这里插入图片描述
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Base Ratio为测试分值，该测试一般运行3遍取中值。整体结果为所有结果的几何平均值。
查看测试结果：
①测试结果会在测试时打印在终端输出当中，可在终端中看到结果分数；或在SPECCPU/result目录中查看测试结果文件。
②执行整数测试时，会在SPECCPU/result目录中生成以下五个文件：
“CINT2006.xxx.flags.html”
“CINT2006.xxx.pdf”
“CINT2006.xxx.rsf”
“CINT2006.xxx.txt”
“CPU2006.xxx.log”
③执行浮点测试时，会在SPECCPU/result目录中生成以下五个文件：
“CFP2006.xxx.flags.html”
“CFP2006.xxx.pdf”
“CFP2006.xxx.rsf”
“CFP2006.xxx.txt”
“CPU2006.xxx.log”
其中：
flags.html文件中间存放了本次测试中每个测试项使用的所有Flags信息；
pdf文件为最常用的结果文件，其中包含了结果的柱状图、Hardware信息、Software信息、结果的数据表、General Notes、Flags等多种信息；
rsf文件为SPEC CPU2006是原始结果文件，可通过该文件重新生成其他结果文件；
txt文件内容和pdf文件类似，区别是txt为纯文本结果文件。

附：SPECCPU2006测试命令

一、一些配置经验

1.先运行shrc来准备测试环境的准备，然后执行runspec命令来实际开始基准测试。
2. runsepc命令语法为：runspec [options] [list of benchmarks to run]
3.如果生成有效的报告，则需要跑int, fp, 或者 all（就包括int、fp）；否则，你也可以随意选择一个自己想跑的benchmark。
4. 配置文件中（文件名中），rate和speed的区别：rate是系统的能达到的总体能力的衡量；speed是系统完成一个任务的速度的衡量。 默认值就是使用rate这种度量方式。
5.测试时间很长，设备存储空间要充足，不可中断。

二、常用测试命令组合

1．runspec -c test.cfg -i test -I all
基于最小测试数据集快速执行所有的测试，测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例。
2．runspec -c test.cfg -i ref -n 3 -I all
基于最大测试数据集全面执行所有的测试，用于测试单核CPU，测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例。
3．runspec -c test.cfg -i ref -n 3 －r -u 4 -I all
基于最大测试数据集全面执行所有的测试，用于测试4核CPU，测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例。
4．runspec -c test.cfg -i ref -n 3 －r -u 8 -I all
基于最大测试数据集全面执行所有的测试，用于测试8核CPU，测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例。
5．runspec -c test.cfg -i ref -n 3 －r -u 8 -I int
基于最大测试数据集执行12个定点的测试，用于测试8核CPU，测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例。
6．runspec -c test.cfg -i ref -n 3 －r -u 8 -I 164
基于最大测试数据集只执行164单个测试，用于测试8核CPU，测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例。

三、参数说明

runspec: 表示执行SPEC CPU2000基准程序开始进行测试；
-c：读取测试配置文件；
test.cfg: 配置文件中可以包含上述命令的所有信息，但是runspec命令的优先级高。此文件在spec的解压目录下，位于SPEC CPU2006安装目录的config目录下；
-i：输入测试数据集的大小，测试规模有test、ref、train，ref代表最大测试数据集，test代表最小测试数据集跑的时间最短，如果测试编译器正确性的时候可以用test规模，但是想测试性能时候用ref；
-n：运行的次数，如果想得到加权统计的结果，也就是常说的cpu的spec分数，需要设置n大于等于3；
-I：测试过程中如果某个用例发生错误，则跳过错误用例，继续执行其他用例，如果不加该参数，程序运行过程出现错误时，SPEC CPU2000将停止测试；
-r：测试rate，rate数据指多核CPU情况下运行多个相同进程的分值，与-u联合使用。选择copy数量，一般来说copy数量等于CPU核的个数，参数为“-C num”（或–copies num）。注意：如果选择speed度量方式，其copy就是1，是不可以更改的。 其实“-r 4”就等于"–rate --copies 4"；
-u：CPU的核数，用于多核CPU测试，与-r联合使用；

测试项目有以下几种选择：
all：默认，表示SPEC CPU2000将运行基准测试程序中的所有测试项目；
int：表示SPEC CPU2000将运行基准测试程序中的12个定点测试项目；
fp: 表示SPEC CPU2000将运行基准测试程序中的14个浮点测试项目；
164:表示SPEC CPU2000将运行基准测试程序中164.gzip这个程序；

-o formate等于“–output_format format”，指定生成输出报告、文件的格式。-o text,screen,pdf 输出格式，测试完成生成报告的格式，依次分别是txt,屏幕显示和pdf格式，保存目录在spec解压目录result中。

noreportable && reportable : 表示检测/不检测生成的二进制文件是否修改过。
–reportable 如果原来生成的二进制文件被修改了，则运行时会自动重新编译生成二进制文件，确保运行的程序是原始的程序。

测试模式：
-tune = base 基准测试；
-tune = peak 峰值测试；
-tune默认是base 可以选择base, peak, or all ，Report 首先是base,其次是peak。base和peak的区别在于：base是简单的标准的配置（一般跑个base就可以衡量性能了），peak是可以提供更多个性化的配置编译选项。（–tune 也简写为 -T，如"-T base"、 --tune all （包括base和peak））

–action参数是定义做什么测试动作，一般完整的是“–action=validate”，当然你也可以只做编译build、运行run、搭建环境setup等这样的步骤。
–action build 创建测试项目
–action onlyrun 只是运行，不进行确认测试结果是否正确
–action report 标准测试
–action clean 清理已经建立的测试项目

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