c - 监视 Linux 内核中上下文切换数量的最有效方法是什么

Question

我想得到以下的总统计数据：

1. 发生了多少softirq？
2. 发生了多少interrupts？
3. 发生了多少context switches？

我知道你可以使用pidstat，cat /proc/interrupts和/cat/proc/softirqs。但是使用它们的开销太大了。

• 如何在不使用/proc的情况下以最快的方式获得{1-3}的底线值？

• 我可以使用 ftrace 来帮助我跟踪事件吗？

我将使用高分辨率计时器来监视系统：

• LWN 文章
• IBM 开发人员
• 小时计时器

Answer 1

使用 perf，例如：

# perf stat -B dd if=/dev/zero of=/dev/null count=1000000
1000000+0 records in
1000000+0 records out
512000000 bytes (512 MB) copied, 0.956217 s, 535 MB/s
 Performance counter stats for 'dd if=/dev/zero of=/dev/null count=1000000':
            5,099 cache-misses             #      0.005 M/sec (scaled from 66.58%)
          235,384 cache-references         #      0.246 M/sec (scaled from 66.56%)
        9,281,660 branch-misses            #      3.858 %     (scaled from 33.50%)
      240,609,766 branches                 #    251.559 M/sec (scaled from 33.66%)
    1,403,561,257 instructions             #      0.679 IPC   (scaled from 50.23%)
    2,066,201,729 cycles                   #   2160.227 M/sec (scaled from 66.67%)
              217 page-faults              #      0.000 M/sec
                3 CPU-migrations           #      0.000 M/sec
               83 context-switches         #      0.000 M/sec
       956.474238 task-clock-msecs         #      0.999 CPUs
       0.957617512  seconds time elapsed

Answer 2

检查 Linux

的性能子系统，这是您需要从 Linux 系统获得软或硬性能计数器的方式。

Answer 3

你可以用某种程度的分辨率从/proc中获取所有这些信息，如果你需要更多的rez，你可以调整嵌入式系统的内核。

您可以使用$ vmstat 1监控所需的信息，并且可以检查 vmstat 的源，以准确查看他们如何从/proc读取这些信息http://procps.sourceforge.net.

Answer 4

也许你应该考虑编写一个Linux内核模块（LKM）。

这里有一个教程：http://www.tldp.org/LDP/lkmpg/2.6/html/

如果你需要一个准确的性能分析系统，你可以将你的内核模块连接到一些中断，或任何其他有效的入口点*，并保存（没有太多指令！）你需要考虑的内容。然后，在中断后，定期收集和分析该数据。

您可以像其他模块一样通过文件系统中的特殊文件（通过 mknode 在用户空间中创建或在 MKDEV/register_chrdev 初始化中创建）导出信息。

上面的链接中有一些信息。

* 例如，您可以将模块附加到读取系统调用（将实际读取与您的系统调用一起包装），或者导出文件并捕获打开/关闭尝试。

后者的用法示例如下：

void f() {
  int fd_prof;
  fd_prof = open("/dev/profiler", O_RDONLY);
  /* Do whichever thing you want to profile */
  close(fd_prof);
  /* Read profiled data from /dev/profiled_data or wherever you want
   * to export it to */

请注意，在编译 LKM 时，您无法访问标准 C 库，因为内核空间中不存在 libc。

别担心，你仍然会在内核空间中实现像sprintf这样的函数，当然，你可以直接访问（没有上下文切换）任何系统调用（读、写......