c - 跨上下文切换使用 rdtsc + rdtscp

Question

我正在尝试编写一个程序来测量上下文切换。我经历过这个 Intel's manual关于 rdtsc + rdtscp 指令。

现在，我想在上下文切换中使用这些时间戳指令。我的总体框架如下:

// init two pipes P1, P2
fork();

set_affinity();              // same core

// parent's code:
    cpuid + rdtsc            // start timer
    write(timer to P1);

    read(timer from P2);     // blocks parent if timer value not written
    rdtscp + cpuid           // stop timer, get difference

// child's code:
    read(timer from P1);     // blocks child if timer value not written
    rdtscp + cpuid           // stop timer, get difference

    cpuid + rdtsc            // start timer
    write(timer to P2);

我发现这段代码存在一些问题。假设定时器操作正确，

如果操作系统选择上下文切换到一些完全不同的进程(不是子进程或父进程)，它将无法工作。

此代码还将包括 read() 和 write() 系统调用所花费的时间。

忽略这些问题，是否有效使用 rdtsc + rdtscp 指令？

I know writing a kernel module and disabling preemption/interrupts is a better way

Answer 1

我以前做过，它似乎是测量上下文切换时间的有效方法。每当对这种细粒度的事情进行计时时，调度的不可预测性总是会发挥作用；通常，您通过测量数千次并寻找诸如最小时间间隔、媒体时间间隔或平均时间间隔之类的数字来处理这个问题。通过以实时 SCHED_FIFO 优先级运行两个进程，您可以减少调度问题。如果您想知道实际的切换时间(在单个 cpu 内核上)，您需要将两个进程绑定(bind)到具有关联设置的单个 cpu。如果您只想知道一个进程能够响应另一个进程的输出的延迟，让它们在不同的 CPU 上运行就可以了。

另一个要记住的问题是，自愿和非自愿的上下文切换，以及从用户空间和内核空间开始的切换具有不同的成本。你的很可能是自愿的。非自愿测量更难，需要从繁忙的循环或类似的情况中查看共享内存。