linux - Perf 工具统计输出 : multiplex and scaling of "cycles"

Question

我正在尝试了解“perf”输出中“cycles”事件的多路复用和缩放。

下面是perf工具的输出:

 144094.487583      task-clock (msec)         #    1.017 CPUs utilized
  539912613776      instructions              #    1.09  insn per cycle           (83.42%)
  496622866196      cycles                    #    3.447 GHz                      (83.48%)
     340952514      cache-misses              #   10.354 % of all cache refs      (83.32%)
    3292972064      cache-references          #   22.854 M/sec                    (83.26%)
 144081.898558      cpu-clock (msec)          #    1.017 CPUs utilized
       4189372      page-faults               #    0.029 M/sec
             0      major-faults              #    0.000 K/sec
       4189372      minor-faults              #    0.029 M/sec
    8614431755      L1-dcache-load-misses     #    5.52% of all L1-dcache hits    (83.28%)
  156079653667      L1-dcache-loads           # 1083.223 M/sec                    (66.77%)

 141.622640316 seconds time elapsed

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我理解内核使用多路复用让每个事件都有机会访问硬件；因此最终输出是估计值。

“循环”事件显示 (83.48%)。我想了解这个数字是如何得出的？

我在 Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2698 v4 @ 2.20GHz 上运行“perf”。

Answer 1

Peter Cordes 的回答是正确的。

PMU事件比较复杂，计数器数量有限，有些事件比较特殊，有些逻辑事件可能由多个硬件事件组成，甚至事件之间可能存在冲突。

我相信 Linux 并不知道这些限制，它只是试图从列表中激活事件——更准确地说是事件组。如果它不能激活所有事件，它就会停止，并激活多路复用。每当多路复用计时器结束时，它会有效地轮换事件列表，现在开始激活第二个，然后是第三个，...Linux 不知道它仍然可以激活循环事件，因为它很特殊。

通过在名称后添加 :D 来固定某些事件以赋予它们优先级的选项几乎没有记录。我系统上的示例:

$ perf stat -e cycles -e instructions -e cache-misses -e cache-references -e  L1-dcache-load-misses -e L1-dcache-loads ...

   119.444.297.774      cycles:u                                                      (55,88%)
   130.133.371.858      instructions:u            #    1,09  insn per cycle                                              (67,81%)
        38.277.984      cache-misses:u            #    7,780 % of all cache refs      (72,92%)
       491.979.655      cache-references:u                                            (77,00%)
     3.892.617.942      L1-dcache-load-misses:u   #   15,57% of all L1-dcache hits    (82,19%)
    25.004.563.072      L1-dcache-loads:u                                             (43,85%)

固定指令和周期:

$ perf stat -e cycles:D -e instructions:D -e cache-misses -e cache-references -e  L1-dcache-load-misses -e L1-dcache-loads ...
   120.683.697.083      cycles:Du                                                   
   132.185.743.504      instructions:Du           #    1,10  insn per cycle                                            
        27.917.126      cache-misses:u            #    4,874 % of all cache refs      (61,14%)
       572.718.930      cache-references:u                                            (71,05%)
     3.942.313.927      L1-dcache-load-misses:u   #   15,39% of all L1-dcache hits    (80,38%)
    25.613.635.647      L1-dcache-loads:u                                             (51,37%)

这导致与省略循环和指令相同的多路复用:

$ perf stat -e cache-misses -e cache-references -e  L1-dcache-load-misses -e L1-dcache-loads ...

    35.333.318      cache-misses:u            #    7,212 % of all cache refs      (62,44%)
   489.922.212      cache-references:u                                            (73,87%)
 3.990.504.529      L1-dcache-load-misses:u   #   15,40% of all L1-dcache hits    (84,99%)
25.918.321.845      L1-dcache-loads:u

请注意，您还可以对事件进行分组 (-e\{event1,event2\}) - 这意味着事件总是一起读取 - 或者如果不能一起激活组合则根本不读取。

^{1:总能添加的软件事件存在异常。内核代码的相关部分在kernel/events/core.c中.}