perf使用

参考：

官网   http://www.brendangregg.com/perf.html

IBM    Perf -- Linux下的系统性能调优工具，第 1 部分   https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-perf1/

1. perf list

– 查看当前软硬件环境支持的性能事件.
– 性能事件与 CPU 及内核版本相关

1. Develop>perf list
3. List of pre-defined events (to be used in -e):
4. cpu-cycles OR cycles [Hardware event]
5. instructions [Hardware event]
6. cache-references [Hardware event]
7. cache-misses [Hardware event]
8. branch-instructions OR branches [Hardware event]
9. branch-misses [Hardware event]
10. bus-cycles [Hardware event]
11. ref-cycles [Hardware event]
13. cpu-clock [Software event]
14. task-clock [Software event]
15. page-faults OR faults [Software event]
16. context-switches OR cs [Software event]
17. cpu-migrations OR migrations [Software event]
18. minor-faults [Software event]
19. major-faults [Software event]
20. alignment-faults [Software event]
21. emulation-faults [Software event]
22. dummy [Software event]
24. L1-dcache-loads [Hardware cache event]
25. L1-dcache-stores [Hardware cache event]
26. L1-icache-loads [Hardware cache event]
27. L1-icache-load-misses [Hardware cache event]
28. LLC-loads [Hardware cache event]
29. LLC-load-misses [Hardware cache event]
30. LLC-stores [Hardware cache event]
31. LLC-store-misses [Hardware cache event]
32. dTLB-loads [Hardware cache event]
33. dTLB-load-misses [Hardware cache event]
34. dTLB-stores [Hardware cache event]
35. dTLB-store-misses [Hardware cache event]
36. iTLB-loads [Hardware cache event]
37. iTLB-load-misses [Hardware cache event]
38. branch-loads [Hardware cache event]
39. branch-load-misses [Hardware cache event]
41. branch-instructions OR cpu/branch-instructions/[Kernel PMU event]
42. branch-misses OR cpu/branch-misses/[Kernel PMU event]
43. bus-cycles OR cpu/bus-cycles/[Kernel PMU event]
44. cache-misses OR cpu/cache-misses/[Kernel PMU event]
45. cache-references OR cpu/cache-references/[Kernel PMU event]
46. cpu-cycles OR cpu/cpu-cycles/[Kernel PMU event]
47. instructions OR cpu/instructions/[Kernel PMU event]
48. ref-cycles OR cpu/ref-cycles/[Kernel PMU event]
50. rNNN [Raw hardware event descriptor]
51. cpu/t1=v1[,t2=v2,t3 ...]/modifier [Raw hardware event descriptor]
52. (see ‘man perf-list‘ on how to encode it)
54. mem:<addr>[:access][Hardware breakpoint]
56. [Tracepoints not available:No such file or directory ]

3. task-clock：目标任务真真占用处理器的时间，单位是毫秒，我们称之为任务执行时间，
5. 后面是任务的处理器占用率（执行时间和持续时间的比值）
7. 持续时间值从任务提交到任务结束的总时间（总时间在stat结束之后会打印出来）。
9. context-switches：上下文切换次数，前半部分是切换次数，后面是平均每秒发生次数（M是10的6次方）。
11. cpu-migrations：处理器迁移，linux为了位置各个处理器的负载均衡，
13. 会在特定的条件下将某个任务从一个处理器迁往另外一个处理器，此时便是发生了一次处理器迁移。
15. page-fault：缺页异常，linux内存管理子系统采用了分页机制，
17. 当应用程序请求的页面尚未建立、请求的页面不在内存中或者请求的页面虽在在内存中，
19. 但是尚未建立物理地址和虚拟地址的映射关系是，会触发一次缺页异常。
21. cycles：任务消耗的处理器周期数
23. instructions：任务执行期间产生的处理器指令数，IPC（instructions perf cycle）
25. IPC是评价处理器与应用程序性能的重要指标。（很多指令需要多个处理周期才能执行完毕），
27. IPC越大越好，说明程序充分利用了处理器的特征。
29. branches：程序在执行期间遇到的分支指令数。
31. branch-misses：预测错误的分支指令数
33. cache-misses：cache时效的次数
35. cache-references：cache的命中次数

1. perf stat ./a.out

分析程序的整体性能。

–‘-e’: 指定性能事件
–‘-p’: 指定待分析进程的 PID
–‘-t’: 指定待分析线程的 TID

–‘-r N’: 连续分析 N 次
–‘-d’: 全面性能分析，采用更多的性能事件

1. Develop>perf stat -d -p 6371
2. ^C
3. Performance counter stats for process id ‘6371‘:
5. 12179.626710 task-clock (msec)# 1.248 CPUs utilized [100.00%]
6. 96673 context-switches # 0.008 M/sec [100.00%]
7. 0 cpu-migrations # 0.000 K/sec [100.00%]
8. 32 page-faults # 0.003 K/sec
9. 20442151906 cycles # 1.678 GHz [29.64%]
10. <not supported> stalled-cycles-frontend
11. <not supported> stalled-cycles-backend
12. 7297770919 instructions # 0.36 insns per cycle [44.12%]
13. 1236856463 branches # 101.551 M/sec [43.73%]
14. 61040864 branch-misses # 4.94% of all branches [42.98%] //分支预测失效数。
15. 3268288054 L1-dcache-loads # 268.341 M/sec [27.91%]
16. <not supported> L1-dcache-load-misses
17. 105416823 LLC-loads # 8.655 M/sec [27.47%]
18. 6321634 LLC-load-misses # 6.00% of all LL-cache hits [28.42%]
20. 9.758418636 seconds time elapsed //表示采集的时间

对于长驻的进程，可以按Ctrl+C,结束perf,会自动打印信息。

perf top

实时显示系统 / 进程的性能统计信息

–‘-e’: 指定性能事件 ( 默认事件： cycles)
–‘-p’: 指定待分析进程的 PID
–‘-t’: 指定待分析线程的 TID

–‘-a’: 分析整个系统的性能（ Default ）
–‘-c’: 事件的采样周期
–‘-d’: 界面的刷新周期（ Default ： 2s ）
–‘-E’: 显示的函数条数
–‘-r <priority>’: 将 perf top 作为实时任务，优先级为<priority>
– ‘-K‘: 不显示内核符号
– ‘-U‘: 不显示用户符号

1. perf top -p 6371-K

1. PerfTop:7027 irqs/sec kernel:30.8% exact:0.0%[4000Hz cycles],(target_pid:6371)
2. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4. 34.03% server [.] dpdk::run_dp_thread(void*)
5. 16.35% server [.] dpdk::capture::dp_process_cycle()
6. 10.61% server [.] dpdk::Interface::send_burst()
7. 9.45% server [.]CQdiscHtb::Dequeue()
8. 4.34% server [.] update_cconfig_thread_readflag()
9. 4.33% server [.] update_cconfig_thread_vsys_readflag(unsigned short)
10. 4.02% server [.] _ZN4dpdk7capture10dp_processEv.clone.47
11. 3.10% server [.] dpdk::Interface::recv_burst()
12. 3.08%[vdso][.] __vdso_clock_gettime
13. 2.65% server [.]CQdiscCtrl::Qos_Stream_Control(rte_mbuf*)
14. 2.24% server [.] eth_em_recv_scattered_pkts
15. 1.77% librt-2.15.so [.] clock_gettime
16. 1.21% server [.] ipflow_new::flow_ha::dequeue()
17. 0.88% server [.] DP_update_vsys_read_flag()

perf record

记录一段时间内系统/进程的性能事件。

1. –# perf record [options][<command>]
2. –# perf record [options]--<command>[options]

1. –‘-e’:指定性能事件(默认事件： cycles)
2. –‘-p’:指定待分析进程的 PID
3. –‘-t’:指定待分析线程的 TID
4. –‘-a’:分析整个系统的性能（Default）
5. –‘-c’:事件的采样周期
6. –‘-o’:指定输出文件（Default: perf.data ）
7. –‘-g’:记录函数间的调用关系
8. –‘-r <priority>’:将 perf top 作为实时任务，优先级为
9. <priority>
10. –‘-u <uid>’:只分析用户<uid>创建的进程

默认在当前目录下生成数据文件：perf.data

1. perf record -g -e cpu-clock ./a.out

或者

1. perf record -g -e cpu-clock -p 6371

读取 perf record 生成的 perf.data 文件，并显示分析数据 .

1. # perf report [-i <file> | --input=file]

1. –‘-i’:输入文件名
2. –‘-v’:显示每个符号的地址
3. –‘-d <dso>’:只显示指定 dso 的符号
4. –‘-n’:显示每个符号对应的事件数
5. –‘-v’:显示每个符号的地址
6. –‘--comms=<comm>’只显示指定 comm 的信息
7. –‘-S <symbol name>’只考虑指定符号
8. –‘-U’只显示已解析的符号
9. –‘-g [type,min]’按照[type,min]指定的方式显示函数调用图
10. –‘-g [type,min]’ 按照 [type,min] 指定的方式显示函数
    调用图
    type ： flat - 线性展开所有调用链
    graph – 显示调用树，并显示每个调用树对应
    的绝对开销率
    fractal – 显示调用树，并显示每个调用树对应
    的相对开销率
    min ：只显示开销率大于 min 的符号 


例如：

1. perf report -g fractal -i perf.data

1. # To display the perf.data header info, please use --header/--header-only options.
2. #
3. # Samples: 20K of event ‘cpu-clock‘
4. # Event count (approx.): 5111500000
5. #
6. # Children Self Command Shared Object Symbol
7. # ........ ........ ....... ................. ............................
8. #
9. 100.00%0.00% a.out libc-2.15.so [.] __libc_start_main
10. |
11. --- __libc_start_main
13. 100.00%0.00% a.out a.out [.] main
14. |
15. --- main
16. __libc_start_main
18. 100.00%99.99% a.out a.out [.] test
19. |
20. --- test
21. main
22. __libc_start_main
24. 0.00%0.00% a.out [unknown][.]0xec81485354415541
25. |
26. ---0xec81485354415541
28. 0.00%0.00% a.out ld-2.15.so [.]0x0000000000014092
29. |
30. ---0x7fd281be9092
31. 0xec81485354415541
33. 0.00%0.00% a.out ld-2.15.so [.]0x000000000000325a
34. |
35. ---0x7fd281bd825a
36. 0x7fd281be9092
37. 0xec81485354415541
39. 0.00%0.00% a.out [kernel.kallsyms][k]0x0000000000813c8a
40. |
41. ---0xffffffff82613c8a
42. test
43. main
44. __libc_start_main
46. 0.00%0.00% a.out ld-2.15.so [.]0x0000000000016897
47. |
48. ---0x7fd281beb897
49. 0x7fd281bd825a
50. 0x7fd281be9092
51. 0xec81485354415541
53. 0.00%0.00% a.out [kernel.kallsyms][k] smp_apic_timer_interrupt
54. |
55. --- smp_apic_timer_interrupt
56. 0xffffffff82613c8a
57. test
58. main
59. __libc_start_main
61. 0.00%0.00% a.out [kernel.kallsyms][k]0x0000000000813152

对应测试程序：

1. #include<stdlib.h>
3. int test(){
4. unsignedint i=0;
5. while(1)
6. i++;
7. }
9. int main(){
11. test();
12. }

null