perf 实战案例集：cpu_demo 三模式深度解读

本文档是 perf-advanced 的实战姊妹篇，所有案例基于本仓库 demos/cpu-demo/main.cpp 的三个场景，逐行拆解 perf stat 输出。 阅读前置条件：已读完 perf-advanced.md §一~§十，了解基本命令和事件含义。

案例速查

案例	模式	编译	视角	核心发现
一	1(纯计算)	`-O0`	`:u`	IPC 0.61, cycles 12G, 理想对照组
二	1(纯计算)	`-O2`	`:u`	IPC 1.68, cycles 2.5G, 优化 4.7x
三	2(syscall)	`-O0`	`:u`	和模式1 O2 一模一样, `:u` 陷阱
四	2(syscall)	`-O2`	`:u`	CPU 利用率 0.99, 频率 0.85 GHz 假象
五	2(syscall)	`-O0`	`:u`+`:k`	真实 cycles 12.28G, 频率 4.09 GHz
六	2(syscall)	`-O2`	`:u`+`:k`	O0 vs O2 仅差 1.4%, 验证结论

叙事主线回顾

bash

案例一（理想对照）──→ 案例二（O2 优化 4.7×）
                        │
                        ├─ 数字对比：cycles 2.5G, IPC 1.68 ← 这是案例二的"真高效"
                        │
案例三（:u 陷阱）←────────┘ 数字对比：cycles 2.5G, IPC 1.69 ← 这是案例三的"假高效"
       │                                                          ↑
       │ 理论推断"真实 cycles ~12G"                                │
       │                                                          │
       ├──→ 案例四（O2 :u 实测验证案例三预测）──────────────────────┘
       │        │                                                 相同数字，天壤之别
       │        │ 预测"真实 cycles ~11.5G"
       │        │
       ├──→ 案例五（O0 :u+:k 完整视角，实测 12.28G）── 验证案例三推断
       │        │
       └──→ 案例六（O2 :u+:k 完整视角，实测 12.11G）── 验证案例四推断
                                                   O0 vs O2 = 1.4% 差异

三大核心对比线

对比线	涉及章节	核心问题	答案
O0 → O2（模式 1）	案例一 vs 案例二	编译器能优化多少？	cycles 12G→2.5G，4.7× 加速
模式 1 O2 vs 模式 2 O0 `:u`	案例二 vs 案例三	为什么数字一模一样？	案例二是真高效，案例三是 `:u` 假象
O0 → O2（模式 2）	案例五 vs 案例六	编译器对 syscall 程序有用吗？	仅 1.4% 差异，几乎无效

总结

六个案例形成完整教学闭环——从建立理想对照组的"真高效"，到揭露 :u 后缀的"假高效"，再到用 :u+:k 四字段完整视角的"真相大白"，最终量化证明：syscall-heavy 程序的优化重点在减少 syscall 次数，而非编译优化。

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推荐阅读路径（六案例形成完整叙事链） ​

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叙事主线回顾 ​

三大核心对比线 ​

总结 ​

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