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我正在用 C 编写一个小程序，我想测量它的性能。

我想看看它在处理器中运行了多少时间，以及它有多少缓存命中+未命中。关于上下文切换和内存使用的信息也很高兴。

该程序的执行时间不到一秒钟。

我喜欢/proc/[pid]/stat的信息，但是程序死/被杀后不知道怎么看。

有任何想法吗？

编辑：我认为 Valgrind 增加了很多开销。这就是为什么我想要一个简单的工具，比如 /proc/[pid]/stat，它总是在那里。

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4 回答 4

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使用性能：

perf stat ./yourapp

有关详细信息，请参阅内核 wiki 性能教程。这使用了 CPU 的硬件性能计数器，因此开销非常小。

来自维基的示例：

perf stat -B dd if=/dev/zero of=/dev/null count=1000000

Performance counter stats for 'dd if=/dev/zero of=/dev/null count=1000000':

        5,099 cache-misses             #      0.005 M/sec (scaled from 66.58%)
      235,384 cache-references         #      0.246 M/sec (scaled from 66.56%)
    9,281,660 branch-misses            #      3.858 %     (scaled from 33.50%)
  240,609,766 branches                 #    251.559 M/sec (scaled from 33.66%)
1,403,561,257 instructions             #      0.679 IPC   (scaled from 50.23%)
2,066,201,729 cycles                   #   2160.227 M/sec (scaled from 66.67%)
          217 page-faults              #      0.000 M/sec
            3 CPU-migrations           #      0.000 M/sec
           83 context-switches         #      0.000 M/sec
   956.474238 task-clock-msecs         #      0.999 CPUs

   0.957617512  seconds time elapsed

无需手动加载内核模块，在现代 debian 系统（带有 linux-base 包）上它应该可以工作。使用perf record -a/perf report组合，您还可以进行全系统分析。任何具有调试符号的应用程序或库都将在报告中显示详细信息。

对于可视化火焰图似乎运作良好。（2020 年更新：热点UI 集成了火焰图。）

于 2012-04-11T21:33:32.490 回答
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最适合您的工具称为valgrind。它能够进行内存分析、调用图构建等等。

sudo apt get install valgrind
valgrind ./yourapp

但是，要获取程序执行的时间，您可以使用time(8)linux 实用程序。

time ./yourapp
于 2012-04-10T02:51:19.313 回答
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你也可以使用

/usr/bin/time -v YourProgram.exe

它将向您显示所有这些信息：

/usr/bin/time -v ls
    Command being timed: "ls"
    User time (seconds): 0.00
    System time (seconds): 0.00
    Percent of CPU this job got: 60%
    Elapsed (wall clock) time (h:mm:ss or m:ss): 0:00.00
    Average shared text size (kbytes): 0
    Average unshared data size (kbytes): 0
    Average stack size (kbytes): 0
    Average total size (kbytes): 0
    Maximum resident set size (kbytes): 4080
    Average resident set size (kbytes): 0
    Major (requiring I/O) page faults: 0
    Minor (reclaiming a frame) page faults: 314
    Voluntary context switches: 1
    Involuntary context switches: 1
    Swaps: 0
    File system inputs: 0
    File system outputs: 0
    Socket messages sent: 0
    Socket messages received: 0
    Signals delivered: 0
    Page size (bytes): 4096
    Exit status: 0

您还可以使用 -f 标志来格式化输出以满足您的需要。

请务必使用它的完整路径调用这个程序，否则它将调用“时间”命令，这不是你需要的......

希望这可以帮助！

于 2013-02-22T13:36:34.727 回答
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Linuxperf_event_open系统调用与config = PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS

perf可能是 OP 想要的，如https://stackoverflow.com/a/10114325/895245所示，但为了完整起见，如果您控制源代码，我将展示如何从 C 程序内部执行此操作。

这种方法可以更精确地测量程序中特定的感兴趣区域。它还可以获得每个不同缓存级别的单独缓存命中/未命中计数。此系统调用可能与perf.

此示例与快速计算 C 程序中执行的指令数的方法基本相同，但使用PERF_TYPE_HW_CACHE. 通过做：

man perf_event_open

你可以看到，在这个例子中，我们只计算：

  • L1 数据缓存 ( PERF_COUNT_HW_CACHE_L1D)
  • 读取 ( PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_READ)，而不是写入预取
  • 未命中 ( PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MISS)，未命中

perf_event_open.c

#define _GNU_SOURCE
#include <asm/unistd.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <unistd.h>

#include <inttypes.h>

static long
perf_event_open(struct perf_event_attr *hw_event, pid_t pid,
                int cpu, int group_fd, unsigned long flags)
{
    int ret;

    ret = syscall(__NR_perf_event_open, hw_event, pid, cpu,
                    group_fd, flags);
    return ret;
}

int
main(int argc, char **argv)
{
    struct perf_event_attr pe;
    long long count;
    int fd;
    char *chars, c;

    uint64_t n;
    if (argc > 1) {
        n = strtoll(argv[1], NULL, 0);
    } else {
        n = 10000;
    }

    chars = malloc(n * sizeof(char));

    memset(&pe, 0, sizeof(struct perf_event_attr));
    pe.type = PERF_TYPE_HW_CACHE;
    pe.size = sizeof(struct perf_event_attr);
    pe.config = PERF_COUNT_HW_CACHE_L1D |
                PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_READ << 8 |
                PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MISS << 16;
    pe.disabled = 1;
    pe.exclude_kernel = 1;
    // Don't count hypervisor events.
    pe.exclude_hv = 1;

    fd = perf_event_open(&pe, 0, -1, -1, 0);
    if (fd == -1) {
        fprintf(stderr, "Error opening leader %llx\n", pe.config);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* Write the memory to ensure misses later. */
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        chars[i] = 1;
    }

    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_RESET, 0);
    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_ENABLE, 0);

    /* Read from memory. */
    for (size_t i = 0; i < n; i++) {
        c = chars[i];
    }

    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_DISABLE, 0);
    read(fd, &count, sizeof(long long));

    printf("%lld\n", count);

    close(fd);
    free(chars);
}

有了这个，我得到的结果线性增加，如：

./main.out 100000
# 1565
./main.out 1000000
# 15632
./main.out 10000000
# 156641

由此我们可以估计缓存行大小：100000/1565 ~ 63.9，根据getconf LEVEL1_DCACHE_LINESIZE我的计算机，它几乎完全匹配 64 的确切值，所以我猜它正在工作。

于 2020-11-18T18:59:36.880 回答