理解perf报告

Question

我一直在做一些时间敏感的项目。由于时间上的一些不理想的尖峰，我不得不走得更深一点。

场景

我有一个内核模块，它被固定在一个CPU核心上。这个CPU核心也在内核引导参数中的isolcpus中列出。下面是我在cmdline中对内核引导参数所做的工作

intel_iommu=on iommu=pt default_hugepagesz=1G hugepagesz=1G hugepages=1 intel_idle.max_cstate=0 processor.max_cstate=0 nohz_full=7-11 isolcpus=7-11 mce=off rcu_nocbs=7-11 nosoftlockup idle=poll cpuidle.off=1 powersave=off nonmi_ipi nowatchdog

我运行了以下命令(此时我只想分析CPU 8)

sudo ./perf record -e context-switches -a -g --cpu=8 taskset -c 9 ./test.sh

**编辑1-补充资料**

内核版本: 4.15.12

我的内核模块每隔X个时间单元就发送同步数据包。目前，我已将其配置为每50 to发送一次。

在这种情况下，我简化了test.sh。它需要几个参数，但是，关于这个脚本的一个重要的事情是它调用内核模块。

例如，我的KM有一个proc。当在这个proc上触发一个写事件时，它会创建一个新的线程，将它绑定到CPU (8)，并开始每50 fs生成一次数据包。

为了避免冲突和上下文切换，我把这个东西移到了内核空间。此外，我还将脚本的关联设置为与内核模块不同的CPU。

因此，我所观察到的是，在发送时间有一点抖动，可能是因为这些上下文切换。

这是输入perf report后的输出

# To display the perf.data header info, please use --header/--header-only options.
#
#
# Total Lost Samples: 0
#
# Samples: 8  of event 'context-switches'
# Event count (approx.): 39
#
# Children      Self  Command      Shared Object     Symbol
# ........  ........  ...........  ................  .................
#
    69.23%    69.23%  :-1          [kernel.vmlinux]  [k] do_task_dead
            |
            ---do_task_dead

    25.64%    25.64%  swapper      [kernel.vmlinux]  [k] schedule_idle
            |
            ---schedule_idle

     2.56%     2.56%  :2100        [kernel.vmlinux]  [k] _cond_resched
            |
            ---_cond_resched

     2.56%     2.56%  kworker/8:1  [kernel.vmlinux]  [k] schedule
            |
            ---schedule

它说已经有8种上下文切换。此外，我也不明白-1在第一个Command行的do_task_dead()列中实际上意味着什么。如果有人能为我更深入地研究这个问题提供一些指导，那就太好了。

编辑2- perf脚本报告和cpu_idle分析结果

swapper     0 [008] 64409.434193:          1 context-switches:
                  aceea8 schedule_idle (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

:-1    -1 [008] 64410.434267:          1 context-switches:
                  2ac066 do_task_dead (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 64410.442240:          1 context-switches:
                  aceea8 schedule_idle (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

:29026 29026 [008] 64411.442313:          1 context-switches:
                  acee0d _cond_resched (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

kworker/8:1   181 [008] 64411.442318:          1 context-switches:
                  acebf2 schedule (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

:-1    -1 [008] 64411.442327:          1 context-switches:
                  2ac066 do_task_dead (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 64411.466238:          8 context-switches:
                  aceea8 schedule_idle (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 64414.538207:         31 context-switches:
                  aceea8 schedule_idle (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

使用power:cpu_idle事件运行，下面是perf脚本的输出

swapper     0 [008] 65787.514565: power:cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=8
                  ad3a2f cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 65788.514653: power:cpu_idle: state=0 cpu_id=8
                  ad39d0 cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 65788.522618: power:cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=8
                  ad3a2f cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 65789.522693: power:cpu_idle: state=0 cpu_id=8
                  ad39d0 cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 65789.546577: power:cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=8
                  ad3a2f cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 65790.546648: power:cpu_idle: state=0 cpu_id=8
                  ad39d0 cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)

swapper     0 [008] 65790.570574: power:cpu_idle: state=4294967295 cpu_id=8
                  ad3a2f cpu_idle_poll (/lib/modules/4.15.12/build/vmlinux)
....

和perf report显示

# Samples: 22  of event 'power:cpu_idle'
# Event count (approx.): 22
#
# Children      Self  Trace output
# ........  ........  .........................
#
    50.00%    50.00%  state=0 cpu_id=8
            |
            ---cpu_idle_poll

    50.00%    50.00%  state=4294967295 cpu_id=8
            |
            ---cpu_idle_poll

谢谢,

库沙尔。

Answer 1

祖兰非常亲密，他的所有建议都应该贯彻到底。

来自perf report的手册页

命令列在perf report输出中引用了从其中收集样本的过程。在每线程/每个进程模式中，这始终是受监视命令的名称。但是在cpu范围内，命令可能会有所不同.

因为您正在测量从per-cpu命令中可以看到的perf record ... -cpu=8...上下文切换事件，所以perf命令将开始报告next/prev任务的PID/TID。你可以在这里看到这个-

每cpu上下文切换记录pid/tid

现在，值-1指的是一个已死的过程，也就是说，这个过程已经超越了僵尸进程的状态。这意味着task_struct成员现在指向已经释放的内存，不应该取消引用应该是allowed.The，do_task_dead方法应该清楚地反映这一点。这是进程pid作为-1返回的地方，并同时在perf report中报告。

关于这个问题，有一个广泛的讨论。最初，用于在perf report输出中引用这样一个进程状态的值为0，但正如您可能已经猜到的，pid=0引用空闲线程，因此使用-1的值。