理解 perf stat 输出中的数字

Posted 2023-03-06

【中文标题】理解 perf stat 输出中的数字

【英文标题】：Make sense of numbers in perf stat output

【发布时间】：2020-07-24 01:35:05

【问题描述】：

我一直在尝试使用 perf 来分析我的运行过程，但我无法理解 perf 输出的一些数字，这是我使用的命令和我得到的输出：

$ sudo perf stat -x, -v -e branch-misses,cpu-cycles,cache-misses  sleep 1
Using CPUID GenuineIntel-6-55-4
branch-misses: 7751 444665 444665
cpu-cycles: 1212296 444665 444665
cache-misses: 4902 444665 444665
7751,,branch-misses,444665,100.00,,
1212296,,cpu-cycles,444665,100.00,,
4902,,cache-misses,444665,100.00,,

我可以知道数字“444665”代表什么事件吗？

【问题讨论】：

不要使用-x，使用带有列标题的默认输出格式！哪些列代表事件在整个时间间隔内的计数会更加清楚。或者至少与没有-x 的输出进行比较以查看匹配的内容。 （sleep 不是一个很好的分析选择，它几乎不花任何时间运行，所以结果比较嘈杂。选择像 awk 'BEGINfor(i=0;i<10000000;i++)' 这样的东西

【参考方案1】：

perf stat 的-x 格式在man page of perf-stat，CSV 格式部分中进行了描述。此手册页的片段没有可选列：

CSV FORMAT         top

       With -x, perf stat is able to output a not-quite-CSV format output
       Commas in the output are not put into "". To make it easy to parse it
       is recommended to use a different character like -x \;

       The fields are in this order:
       ·   counter value
       ·   unit of the counter value or empty
       ·   event name
       ·   run time of counter
       ·   percentage of measurement time the counter was running

       Additional metrics may be printed with all earlier fields being
       empty.

因此，您有计数器的值、计数器的空单位、事件名称、运行时间、活动计数器的百分比（与程序运行时间相比）。

通过比较这两个命令的输出（Peter Cordes in comment 推荐）

perf stat  awk 'BEGINfor(i=0;i<10000000;i++)'
perf stat -x \; awk 'BEGINfor(i=0;i<10000000;i++)'

我认为这个计数器一直处于活动状态的运行时间是纳秒。当您使用不冲突的事件集运行perf stat，并且有足够的硬件计数器来计算所有需要的事件时，运行时间将几乎是已分析程序在 CPU 上运行的总时间。 （过大事件集的示例：perf stat -x , -e cycles,instructions,branches,branch-misses,cache-misses,cache-references,mem-loads,mem-stores awk 'BEGINfor(i=0;i<10000000;i++)' - 这些事件的运行时间会有所不同，因为它们在程序执行期间被动态多路复用；而sleep 1 太短而无法激活多路复用。）

对于sleep 1，CPU 上的活动代码非常少，它只是 libc 启动代码并调用系统调用 nanosleep 1 秒（检查 strace sleep 1）。因此，在您的输出中，444665 以 ns 为单位，或者只是 444 微秒或 0.444 毫秒或 0.000444 秒的 libc 启动，用于 sleep 1 进程。

如果您想测量一秒钟的整个系统活动，请尝试添加 perf stat 的 -a 选项（分析所有进程），可选择使用 -A 来分隔 cpu 内核的事件（或使用 -I 100 来定期进行打印）：

perf stat -a   sleep 1
perf stat -Aa   sleep 1
perf stat -a -x ,  sleep 1
perf stat -Aa -x ,  sleep 1