Perf统计数据与Perf记录

Question

我对perf record和perf stat之间的区别感到困惑，当涉及到计算诸如页面错误、缓存丢失和perf list中的任何其他事件时。我在“问题1”的答案下面有两个问题，可能也有助于回答“问题2”，但如果没有，我会把它们明确地写出来。

问题1:我的理解是，perf stat得到计数的“摘要”，但是当与-I选项一起使用时，会在指定的毫秒间隔内获取计数。使用这个选项，它是对间隔上的计数进行求和，还是得到间隔上的平均值，还是其他什么东西呢？我想应该是总结出来的。perf维基声明它是聚合的，但我想这可能意味着两者之一。

问题2:为什么perf stat -e <event1> -I 1000 sleep 5不给出相同的计数，就像我对下面的命令perf record -e <event1> -F 1000 sleep 5每秒钟的计数进行汇总一样？

例如，如果我使用“页面错误”作为event1的事件，我将在下面的每个命令下得到以下输出。(我假设句号字段是perf record的perf.data文件中事件的计数)

PERF统计

    perf stat -e page-faults -I 1000 sleep 5
    #           time             counts unit events
         1.000252928                 54      page-faults                                                 
         2.000498389      <not counted>      page-faults                                                 
         3.000569957      <not counted>      page-faults                                                 
         4.000659987      <not counted>      page-faults                                                 
         5.000837864                  2      page-faults

PERF记录

    perf record -e page-faults -F 1000 sleep 5
    [ perf record: Woken up 1 times to write data ]
    [ perf record: Captured and wrote 0.016 MB perf.data (6 samples) ]
    perf script -F period
             1
             1
             1
             5
            38
           164

我希望，如果我从perf stat中将计数相加，我将得到与perf record相同的总和。如果我将-c选项与perf record一起使用，并给出参数为1的参数，那么我确实得到了一个接近匹配的结果。这仅仅是因为页面错误相对较少而造成的巧合吗？

我迄今使用的参考资料：

• 布伦斯雷格的个人博客
• 上面提到的此页上的perf记录和stat链接为"perf“。
• 我仔细研究了这里，看看perf记录是如何和何时记录到perf.data的。

提前感谢您所能提供的所有洞察力。

Answer 1

首先，使用sleep和page-faults的测试用例并不是理想的测试用例。在睡眠期间不应该发生页面错误事件，您不能真正期待任何有趣的事情。为了便于推理，我建议使用ref-cycles (硬件)事件和繁忙的工作负载(如awk 'BEGIN { while(1){} }' )。

问题1:我的理解是perf获得计数的“摘要”，但与-I选项一起使用时，将在指定的毫秒间隔内获取计数。使用这个选项，它是对间隔上的计数进行求和，还是得到间隔上的平均值，还是其他什么东西呢？我想应该是总结出来的。

是。这些数值只是总结一下而已。您可以通过测试来确认这一点：

$ perf stat -e ref-cycles -I 1000 timeout 10s awk 'BEGIN { while(1){} }'
#           time             counts unit events
 1.000105072      2,563,666,664      ref-cycles                                                  
 2.000267991      2,577,462,550      ref-cycles                                                  
 3.000415395      2,577,211,936      ref-cycles                                                  
 4.000543311      2,577,240,458      ref-cycles                                                  
 5.000702131      2,577,525,002      ref-cycles                                                  
 6.000857663      2,577,156,088      ref-cycles                                                  

[ ... snip ... ]
[ Note that it may not be as nicely consistent on all systems due dynamic frequency scaling ]

$ perf stat -e ref-cycles -I 3000 timeout 10s awk 'BEGIN { while(1){} }' 
#           time             counts unit events
 3.000107921      7,736,108,718      ref-cycles                                                  
 6.000265186      7,732,065,900      ref-cycles                                                  
 9.000372029      7,728,302,192      ref-cycles     

问题2:为什么perf stat -e <event1> -I 1000 sleep 5不给出相同的计数，就像我对下面的命令perf record -e <event1> -F 1000 sleep 5每秒钟的计数进行汇总一样？

perf stat -I以毫秒为单位，而perf record -F为HZ (1/s)，因此perf stat -I 1000的对应命令是perf record -F 1。事实上，由于我们更稳定的事件/工作负载，这看起来更好：

$ perf stat -e ref-cycles -I 1000 timeout 10s awk 'BEGIN { while(1){} }'
#           time             counts unit events
 1.000089518      2,578,694,534      ref-cycles                                                  
 2.000203872      2,579,866,250      ref-cycles                                                  
 3.000294300      2,579,857,852      ref-cycles                                                  
 4.000390273      2,579,964,842      ref-cycles                                                  
 5.000488375      2,577,955,536      ref-cycles                                                  
 6.000587028      2,577,176,316      ref-cycles                                                  
 7.000688250      2,577,334,786      ref-cycles                                                  
 8.000785388      2,577,581,500      ref-cycles                                                  
 9.000876466      2,577,511,326      ref-cycles                                                  
10.000977965      2,577,344,692      ref-cycles                                                  
10.001195845            466,674      ref-cycles    

$ perf record -e ref-cycles -F 1 timeout 10s awk 'BEGIN { while(1){} }'
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.008 MB perf.data (17 samples) ]

$ perf script -F time,period        
3369070.273722:          1 
3369070.273755:          1 
3369070.273911:       3757 
3369070.273916:    3015133 
3369070.274486:          1 
3369070.274556:          1 
3369070.274657:       1778 
3369070.274662:    2196921 
3369070.275523: 47192985748 
3369072.663696: 2578692405 
3369073.663547: 2579122382 
3369074.663609: 2580015300 
3369075.664085: 2579873741 
3369076.664433: 2578638211 
3369077.664379: 2578378119 
3369078.664175: 2578166440 
3369079.663896: 2579238122 

所以你看，最终的结果对于perf record -F来说也是稳定的。不幸的是，perf record的文档非常糟糕。通过查看底层系统调用-c的文档，您可以了解man perf_event_open和man perf_event_open设置的含义。

sample_period，sample_freq A“取样”事件是一个在每N个事件中生成溢出通知的事件，其中N是由sample_period提供的。抽样事件的sample_period > 0。当发生溢出时，请求的数据将记录在mmap缓冲区中。sample_type字段控制在每个溢出上记录的数据。 如果您希望使用频率而不是周期，可以使用sample_freq。在这种情况下，您设置了freq标志。内核将调整采样周期以达到期望的速率。的调整速度是一个定时器滴答。

因此，当perf stat使用内部计时器每毫秒读取计数器的值时，perf record设置一个事件溢出计数器以获取每个-c事件的示例。这意味着它需要每个N事件(例如，每个N、page-fault或cycles)样本。使用-F，它试图调节这个溢出值以达到所需的频率。它尝试不同的值，并相应地调整它的上下。这最终适用于速率稳定的计数器，但对于动态事件将得到不稳定的结果。