Deshab-OS/docs/RE/test-cases/performance-baseline.md

性能基线测量

对应计划 Phase C5：基于 TSC 的关键性能指标测量

状态: ⬜ PENDING

测量方法

所有指标基于 TSC（Time Stamp Counter）：

static inline u64 rdtsc(void) {
    u32 lo, hi;
    __asm__ volatile("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
    return ((u64)hi << 32) | lo;
}

TSC 频率需先校准（PIT 100ms busy-wait 测量）：

u64 tsc_freq;  // Hz
u64 calibrate_tsc(void) {
    u64 start = rdtsc();
    pit_busy_wait(100);  // 100ms
    u64 end = rdtsc();
    return (end - start) * 10;  // ×10 得到 Hz
}

时间换算：ms = (tsc_diff * 1000) / tsc_freq

基线指标

#	指标	测量位置	基线目标	实测	状态
P1	UTSM 启动到 DSK SELFTEST	UTSM entry → DSK selftest pass	< 500ms (QEMU)		⬜
P2	DSK 加载 shell.elf 时间	FAT32 read + PIE load 包围	< 200ms		⬜
P3	DSK 加载 desktop.elf 时间	同上	< 200ms		⬜
P4	shell ping 10.0.2.2 RTT	echo request → reply	< 10ms (user-net)		⬜
P5	shell linux ls 完整 RTT	IPC exec round-trip	< 100ms (park-and-resume)		⬜
P6	shell run PING.ELF 加载时间	FAT32 read + PIE load	< 150ms		⬜
P7	desktop 窗口拖动帧率	帧计数/TSC	30+ FPS		⬜
P8	pe HELLO64.EXE 加载+执行	pe_service_run 包围	< 50ms		⬜
P9	pe HELLO32.EXE 加载+执行	x86emu32 解释	< 200ms		⬜
P10	UTSM VMM self-test	vmm_init → vmm_self_test	< 50ms		⬜
P11	Linux guest 启动到 park	vmlaunch → daemon HLT	< 3s (QEMU WHPX)		⬜
P12	e1000 DHCP 完整耗时	netman DHCP start → final rc	< 5s		⬜

自动化测量

在 dev_mode run_dev_tests 中追加性能测量代码：

/* 在 run_dev_tests 开头校准 TSC */
u64 tsc_freq = calibrate_tsc();
logl("[shell] TSC freq: <Hz>");

/* 各项测试包围 TSC */
u64 t0 = rdtsc();
/* ... 操作 ... */
u64 t1 = rdtsc();
u64 ms = (t1 - t0) * 1000 / tsc_freq;
logl("[shell] perf: <name> = <ms>ms");

输出到串口日志，由 ISO/run_tests.bat 收集汇总。

性能回归检测

# 比较两次测试结果
$prev = Get-Content ISO/logs/perf-baseline-prev.json | ConvertFrom-Json
$curr = Get-Content ISO/logs/perf-baseline-curr.json | ConvertFrom-Json

foreach ($m in $curr.metrics) {
    $p = $prev.metrics | Where-Object name -eq $m.name
    if ($p -and $m.ms -gt $p.ms * 1.5) {
        Write-Host "[REGRESSION] $($m.name): $($p.ms)ms -> $($m.ms)ms (>50%)"
    }
}

自动化脚本

tests/qemu/performance-baseline.ps1 以主机墙上时钟 轮询串口锚点，测量启动阶段耗时（正常启动 firstInit=1\n0，AUTOEXEC=ver/exit）：

.\tests\qemu\performance-baseline.ps1            # 默认 3 轮取中位数
.\tests\qemu\performance-baseline.ps1 -Runs 5    # 自定义轮数

测量锚点与阶段换算：

阶段	起 → 止	对应指标
ovmf_bootloader_ms	QEMU 进程启动 → [UTSM] boot	OVMF + Limine
utsm_drivers_ms	[UTSM] boot → [UTSM] SELFTEST PASS	P1（UTSM+16 驱动装载）
selftest_to_dsk_ms	SELFTEST → [DSK] boot	DSK 加载（FAT32 read + PIE load）
dsk_to_desktop_ms	[DSK] boot → desktop ready	DSK → 桌面就绪
total_boot_ms	QEMU 启动 → desktop ready	端到端总启动

结果写入 .build_tmp\perf_baseline.json（锚点绝对时刻 + 各轮数据 + 中位数 + 环境信息）。 本脚本只测量展示、不做阈值断言；轮询精度 ±200ms，QEMU 数值仅作回归参考。

未自动化项（需内核 TSC 打点日志，当前串口无锚点，保持 PENDING）：P2/P3/P6（单 ELF 加载计时）、 P4 ping RTT、P5 linux RTT、P7 桌面帧率、P8~P11（PE/VMM/Linux）、P12 DHCP 耗时。

已知限制

• QEMU 性能数据不等于真机，仅作回归参考
• WHPX vs TCG 性能差异巨大，必须固定加速方案
• 多次测量取中位数，避免单次抖动