linux - cpupower monitor中的C-state Cx是什么

Question

我正在分析一个应用程序在运行 Linux 的 x86-64 处理器上的执行时间。在开始对应用程序进行基准测试之前，我想确保禁用动态频率缩放和空闲状态。

检查频率缩放

$ cat /sys/devices/system/cpu/cpufreq/boost
0

这告诉我频率缩放(Intel 的 Turbo Boost 或 AMD 的 Turbo Core)被禁用。事实上，我们将其设置为恒定的 2GHz，这在下一个练习中很明显。

检查 CPU 空闲情况

$ cpupower --cpu 0-63 idle-info
CPUidle driver: none

CPUidle governor: menu
analyzing CPU 0:

CPU 0: No idle states

analyzing CPU 1:

CPU 1: No idle states

analyzing CPU 2:

CPU 2: No idle states
...

因此，空闲状态被禁用。现在我确定可以干扰基准标记的两个“功能”都已禁用，我继续使用 cpupower 监视应用程序。

但是，当我运行用于监视 C 状态的应用程序时，我发现超过 99% 的时间花在了 C0 状态上，这应该是这种情况。但是，我还看到了一种叫做 Cx 状态的东西，其中核心花费 0.01 - 0.02% 的时间。

$ cpupower monitor -c ./my_app
./my_app took 32.28017 seconds and exited with status 0
    |Mperf
CPU | C0   | Cx   | Freq
   0| 99.98|  0.02|  1998
  32| 99.98|  0.02|  1998
   1|100.00|  0.00|  1998
  33| 99.99|  0.01|  1998
   2|100.00|  0.00|  1998
  34| 99.99|  0.01|  1998
   3|100.00|  0.00|  1998
  35| 99.99|  0.01|  1998
  ...

所以，很高兴了解以下内容。

1. 什么是 Cx 状态？我是否应该对如此低的数字不那么在意？
2. 除了频率缩放和 CPU 闲置之外，还有其他我应该关心的功能吗(从基准测试的角度来看)？

奖励问题

1. CPUidle driver: none 是什么意思？

编辑 1

关于基准测试期间其他问题的第二个问题，我最近发现 CPU 内核上用于调度目的的本地定时器中断可能会影响测量结果，因此 CONFIG_NO_HZ_FULL在 Linux 内核中启用以启用 tickless 模式

Answer 1

开源软件的美妙之处在于你可以随时去检查:)
cpupower monitor 使用不同的监视器，mperf monitor defines this array :

static cstate_t mperf_cstates[MPERF_CSTATE_COUNT] = {
    {
        .name           = "C0",
        .desc           = N_("Processor Core not idle"),
        .id         = C0,
        .range          = RANGE_THREAD,
        .get_count_percent  = mperf_get_count_percent,
    },
    {
        .name           = "Cx",
        .desc           = N_("Processor Core in an idle state"),
        .id         = Cx,
        .range          = RANGE_THREAD,
        .get_count_percent  = mperf_get_count_percent,
    },

    {
        .name           = "Freq",
        .desc           = N_("Average Frequency (including boost) in MHz"),
        .id         = AVG_FREQ,
        .range          = RANGE_THREAD,
        .get_count      = mperf_get_count_freq,
    },
};

从逻辑上讲，Cx 表示任何 C 状态而不是 C0，即 任何空闲状态(请注意，这些状态不是 ACPI 状态, 虽然数字越大 sleep 状态越深 - 对于 ACPI 关闭是 C6)。

注意如何 Cx is computed :

if (id == Cx)
    *percent = 100.0 - *percent;

Cx 只是 C0 的补集。
这是因为 IA32_M/APERF 使用的计数器不在任何 C 状态下计数，但 C0:

C0 TSC Frequency Clock Count
Increments at fixed interval (relative to TSC freq.) when the logical processor is in C0.

^{A similar definition for IA32_APERF is present in the manuals}.

---

进行基准测试时需要考虑很多事情，可能比作为次要答案列出的要多。
通常，稍后运行的测试代码会发现缓存中至少有一部分数据是热数据(对于 TLB 和任何内部缓存也是如此)。

根据基准测试程序，中断亲和性也是需要考虑的因素。

但是我要说的是，在禁用涡轮增压和缩放功能的情况下，您已经准备好进行测试了。

---

CPUIdle 驱动程序是内核的一个组件，用于控制进入和退出空闲状态的平台相关部分。
对于 Intel CPU(和 AMD 的？)，内核可以使用 ACPI processor_idle驱动程序(如果 enabled )或 intel_idle (使用 mwait )。