问题标签 [intel-pmu]

我正在使用 perf 工具在 Linux 中分析我的程序，当检查报告时，我发现一个地方真的让我感到困惑。我在下面附上几行报告：

我的困惑是为什么这条线（mov %r8,%11）花费这么多时间，据我了解，这条指令只将寄存器中的数据移动%r8到%r11. 中的数据%r8加载到位置451acb。

我的猜测是这条指令 ( mov (%rdi),%r8d) 只是触发了一个读取动作，但实际上并没有“阻塞”，当指令需要使用寄存器的内容时r8​​，它会“阻塞”直到内容被加载到 CPU 缓存中。

我的问题是我猜对了吗？

CPU : 英特尔 E5-2660 v4

我正在尝试使用 pmu 在 linux 内核中测量我的代码的性能。首先，我想测试 pmu，因此在内核中创建了简单的耦合操作循环。我将它置于禁用中断的自旋锁下，因此我的测试代码不能被抢占。然后我打印了循环计数器来检查这个循环需要多少 CPU 周期。但我在每次打印时看到的值非常不同：100、500、1000、200，......我的问题是：为什么我每次看到的值都如此不同？PS：与循环计数器相反，pmu 的指令计数器是稳定的，我每次看到的值都相同。我也尝试使用 arm 计时器，但它也显示了与 pmu 的周期计数器类似的不同值。以下是我使用 ARM 计时器测量性能的方法：

和真实设备上的输出是（皮质 A-57）：

我正在使用内存预取来对抗内存延迟。来自 Intel 的一些（较旧的）CPU 支持性能计数器，用于计算 CPU 因等待内存 ( stalled-cycles-backend) 而浪费的周期，例如 Intels E5-2690。

在较新的 CPU（例如）上Gold 6230，Gold 6226我找不到这个计数器。是否有另一种方法来计算 CPU 在等待内存控制器加载缓存线时浪费的周期？

每当特定事件计数器使用 perf 溢出时，我都会尝试读取 PMU 事件计数器。我知道 perf 适用于固定的采样周期。我正在寻找的是每次在应用程序中以不同的采样周期读取 PMU 计数器的可能性。？是的，我有一个要求可变采样周期的要求。例如，如果一个应用程序有 1000 条指令。我想在 200、150、300、50、150、100、50 条指令处读取 PMU 事件计数器。任何方向都会非常有帮助。

我有一个父进程分叉一个子进程，该进程在采样模式下使用 perf 进行分析（每 N 个事件采样一次）。正在生成大约 10000 个样本。我知道通过使用 mmap() 我们可以访问存储样本的共享内存。但是，在生成样本或将样本写入mmaped 部分时，其他孩子是否可以访问这些样本？如果是这样，怎么做？这样我就减少了分配大量内存的需要。

我正在尝试在计数器溢出时设置性能监控中断以收集一些信息。为此，我创建了驱动程序。我跳过了一些不相关的代码部分。

驱动程序.c

pmihandle.asm

句柄.c

我打开计数器的main.c应用程序

当我启动应用程序时，我的电脑死机（不响应鼠标移动和按键）。

但是，如果我使用汇编指令 INT 生成中断就可以了。

我通过 WinDbg 检查了 IDT 和 LVT 条目，它们是正确的。

可能是什么问题呢？

一些信息：我的处理器是 Intel Core i5-3210M。操作系统视窗 7 x64。我在笔记本电脑上这样做。

我试图在虚拟机中运行 Alex Ionescu 的WinIPT 界面，但没有成功。（这是运行 Windows 10 VM 的 Windows 10 Pro 主机，两者都是 18363 更新）

我已经在主机上成功构建并运行了 Intel 的驱动程序以及 Alex 的工具链，并使用 ptxed 处理了跟踪。我还运行了 Intel 的cpuid实用程序，并验证了主机上的 INTEL_PROCESSOR_TRACE 功能是否处于活动状态。但是，当我在 VM 中运行该实用程序时，它不会显示 INTEL_PROCESSOR_TRACE 标志，实际上，驱动程序会返回一个错误，表明该功能未启用。

我尝试在几个不同的虚拟环境中运行相同的设置，包括最新版本的 VirtualBox、VMWare Workstation 和 Hyper-V。

当我启用 Hyper-V 平台时，它会静默禁用主机上的 INTEL_PROCESSOR_TRACE 功能。

VMWare Workstation 没有直接禁用它，但是当我在启动 VM 后尝试在主机上再次运行我的跟踪工具时，它抛出了一个 BSoD，所以我对此并不抱太大希望。

VirtualBox 至少没有带走任何功能，但即使我启用了 VT-x 直通选项，它仍然没有设置启用 IPT 的标志。

根据微软的说法，理论上存在一个在 Hyper-V 中启用此功能的过程，尽管我遇到了上述问题，它最终在我的主机上被禁用：

在虚拟机中启用性能监控组件

有没有人让这个工作？我更喜欢我当前环境中的解决方案（Windows 主机上的 Windows VM），但我很感激在 Linux 上使用 perf 或任何其他方法的任何见解。我还发现了 2017 年的一些帖子和问题，表明 IPT “尚未”得到支持，但在过去一年左右没有任何支持。技术和架构似乎仍在不断发展，所以我真的很想知道是否有人以任何形式取得了成功，以及关于该做什么或避免做什么的任何见解。

其他资源：

英特尔处理器跟踪的背景： 处理器跟踪

编辑添加（2/10/2020）

更仔细地查看 Microsoft 说明，他们提到您需要“支持 IPT 和 PT2GPA 功能的 Intel 处理器”才能在虚拟机中启用 IPT。 据英特尔称，他们列出的唯一支持 PT2GPA 的架构是 Ice Lake。

我目前正在使用的计算机正在运行早期的微架构（Coffee Lake），这可以解释我在主机上看到 IPT 正常的行为。任何人都可以确认他们可以在更新的处理器上使用它吗？

简单但复杂的问题：

使用什么计数器来获取性能工具来测量挂钟时间？

作为基线，我认为在分析代码时需要测量的第一件事就是挂钟时间，以初步了解代码大部分时间在哪里。我不在乎它是否是 IO 或带宽限制或其他我只想知道它慢的地方。

听起来很简单的要求，但现代 CPU 为高效工作而采取的所有技巧（如频率缩放等）以及 perf 中可用的大量不同（没有很好记录的）性能计数器，要确保测量正确并不容易事物。

目前我做：

我认为这是未缩放的 CPU 频率，因此与部分代码运行的挂钟时间量成正比。但是谁知道呢？

我在 pi 3b 上使用 raspbian Linux 4.9.78-v7+。

我正在使用 perf 进行一些性能实验。

我正在尝试使用PERF_EVENT_IOC_PERIODperf 来更改流程运行时的时间段。

struct perf_event_attr我在数据结构 中设置了初始采样周期。

我想pe.sample_period在每个样本之后覆盖属性中的这个初始采样周期。

我使用信号来捕获溢出，并使用用户定义的处理程序来更改使用PERF_EVENT_IOC_PERIOD. 但ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_PERIOD, interval);不起作用。相反，我在初始采样期间获取样本。

真的有用吗PERF_EVENT_IOC_PERIOD。？使用PERF_EVENT_IOC_PERIOD.

我的示例代码如下。

代码基于 此处提供的示例

我的桌面是带有 Ubuntu 操作系统的 Intel x86_64 处理器。

我知道有 perf 工具可以获取程序的统计信息列表。但我想做的是直接读取性能计数器而不使用 perf 工具。

1. 第一个问题

第一个问题是我从 Github 下载了这段代码：Github Code Reference。

它使用 linux-headers-5.3.0-40-generic 内核成功编译，没有任何错误。一旦我使用“insmod”.ko 文件，系统就会挂起。检查 dmesg 时未插入 .ko 文件，因此在对 .ko 文件执行“insmod”后必须停止它。发生这种情况是因为我尝试了未经授权的访问吗？如果有我可以尝试的建议，我很高兴听到。

对应的代码如下。

2. 第二个问题

第二个问题是我在我的 Ubuntu 桌面上使用 linux-headers-5.3.0-40-generic 内核版本。我从 kernel.org 下载了内核代码版本 5.5.3。我彻底遵循了 5.5.3 内核代码中给出的 perf 代码，发现 linux-5.5.3/arch/x86/events/intel 目录下的 core.c 文件实际上是在设置和读取性能计数器。我使用 core.c 文件内容将其作为模块来读取性能计数器。当我编译它时，它会产生一堆错误，因为我使用 linux-headers-5.3.0-40-generic 来构建模块，但是我的 ubuntu 内核没有从内核代码链接到 core.c 文件的所有头文件来自 kernel.org。

如何让我的 Ubuntu 内核使用从 kernel.org 链接到 core.c 的所有文件并构建 .ko 文件？

或者是否有任何具有 x86 性能计数器读数的模块源代码可以用作参考？

提前谢谢你的帮助。