如何从 perf_event_open 中的环形缓冲区中检索调用链以获取 PERF_RECORD_SWITCH？

Posted 2023-03-06

【中文标题】如何从 perf_event_open 中的环形缓冲区中检索调用链以获取 PERF_RECORD_SWITCH？

【英文标题】：How to retrieve callchain from ring buffer in perf_event_open for PERF_RECORD_SWITCH?

【发布时间】：2019-09-05 06:33:36

【问题描述】：

在环形缓冲区中，我们可以只检索PERF_RECORD_SAMPLE 的调用链，还是也可以检索其他记录类型？

perf_event_open 的手册页仅明确说明调用链可用于PERF_RECORD_SAMPLE。我对获取PERF_RECORD_SWITCH 的调用链特别感兴趣，以获取我的程序在上下文切换进出时的堆栈跟踪。我尝试了一种从缓冲区读取调用链的方法，但是看到返回的地址，它看起来不正确。

size_t index = mapping->data_tail; //mapping is the pointer to the ring buffer

uintptr_t base = reinterpret_cast<uintptr_t>(mapping) + PageSize;
size_t start_index = index % DataSize;
size_t end_index = start_index + sizeof(struct perf_event_header);

memcpy(buf, reinterpret_cast<void*>(base + start_index), sizeof(struct perf_event_header));

struct perf_event_header* header = reinterpret_cast<struct perf_event_header*>(buf);

uintptr_t p = reinterpret_cast<uintptr_t>(header) + sizeof(struct perf_event_header)

// Only sampling PERF_SAMPLE_CALLCHAIN
uint64_t* base = reinterpret_cast<uint64_t*>(p);
uint64_t size = *base; // Should be callchain size
base++;

for (int i = 0; i < size; i++) 
    cout << *base << endl; // prints the addresses in the callchain stack

我使用这个 sn-p 得到的输出的两个主要问题是： 1.所有PERF_RECORD_SWITCH都有相同的调用链。这应该是极不可能的。 2. 多次运行的输出不一致。调用链大小从 0（大部分）到 4,6、16 不等，有时甚至是一个非常大（未定义）的数字。

【参考方案1】：

调用链仅适用于PERF_RECORD_SAMPLE 事件。

在读取不同的记录类型时，您应该遵循 perf_event_open 中的 struct 定义，而不是仅仅尝试通过指针访问单个字段，即，

struct perf_record_switch 
    struct perf_event_header header;
    struct sample_id sample_id;
;

然后投射整个事件reinterpret_cast<struct perf_record_switch*>(header)

具体来说，样本类型的布局高度依赖于配置，可能包含多个动态大小的数组，这会阻止使用静态结构。

从技术上讲，您可以使用sched:sched_switch 跟踪点采样事件从切换事件中收集调用链。这会导致PERF_RECORD_SAMPLE 事件。但是，您可能并不总是看到有用的信息，而主要是内核中的调度详细信息。

【讨论】：

性能记录如何为上下文切换创建调用图？ perf record -g -e cs ./a.out 然后 perf report 给出一个调用图百分比明智。或者是别的什么？

cs 事件使用type=PERF_TYPE_SOFTWARE, config=PERF_COUNT_SW_CONTEXT_SWITCHES。这也适用于PERF_RECORD_SAMPLE 事件。 sched:sched_switch 跟踪点的优势在于包括切换到和切换到的 pid，PERF_RECORD_SWITCH_CPU_WIDE 事件也是如此。

好的。但是我如何模拟使用perf_event_open 获取调用图以获取sched:sched_switch 或cs，如perf record -g？因为PERF_RECORD_SWITCH 样本是在切换事件期间创建的。 PERF_RECORD_SAMPLE 和上下文切换有关系吗？

调用perf_event_open时，您使用struct perf_event_attr，其中包括type=PERF_TYPE_SOFTWARE, config=PERF_COUNT_SW_CONTEXT_SWITCHES或type=PERF_TYPE_TRACEPOINT, config=(/sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_switch/id)。