用于缓存引用的 Linux perf 命令

Question

我想测量我的代码的缓存未命中率。我们可以使用 perf list 来显示支持的事件。我的桌面有一个 Intel(R) Core(TM) i5-2400 CPU @ 3.10GHz 处理器，性能列表包含缓存引用和缓存未命中，如下所示：

  cpu-cycles OR cycles                               [Hardware event]
  stalled-cycles-frontend OR idle-cycles-frontend    [Hardware event]
  stalled-cycles-backend OR idle-cycles-backend      [Hardware event]
  instructions                                       [Hardware event]
  cache-references                                   [Hardware event]
  cache-misses                                       [Hardware event]

我认为缓存未命中根据英特尔架构软件开发人员手册映射到硬件事件 LLC-misses（我通过比较 perf stat -e r412e 和 perf stat -e 来确认这一点缓存未命中，他们给出了几乎相同的结果）。但是缓存引用是如何计算的呢？我没有找到使用现有硬件事件获取总缓存引用的事件或方法。所以我想知道这个缓存引用在我的计算机上是否准确？

Answer 1

如果您查看内核代码中的 arch/x86/kernel/cpu/perf_event_intel.c。你会看到的

"PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES = 0x4f2e". 

在哪里

"PERF_COUNT_HW_CACHE_MISSES= 0x412e"

X86 架构手册说 0x4f2e 是“此事件计算源自内核的请求，这些请求引用最后一级缓存中的缓存行”。所以我认为它是正确的。

Answer 2

在 Intel 上，我不认为 perf 提供了一个事件来测量总缓存引用，因为这样的事件在硬件级别不存在。您应该能够使用perf list 报告的硬件缓存事件自己计算此信息：

L1-dcache-loads                                    [Hardware cache event]
L1-dcache-load-misses                              [Hardware cache event]
L1-dcache-stores                                   [Hardware cache event]
L1-dcache-store-misses                             [Hardware cache event]
L1-dcache-prefetches                               [Hardware cache event]
L1-dcache-prefetch-misses                          [Hardware cache event]
L1-icache-loads                                    [Hardware cache event]
L1-icache-load-misses                              [Hardware cache event]
L1-icache-prefetches                               [Hardware cache event]
L1-icache-prefetch-misses                          [Hardware cache event]
LLC-loads                                          [Hardware cache event]
LLC-load-misses                                    [Hardware cache event]
LLC-stores                                         [Hardware cache event]
LLC-store-misses                                   [Hardware cache event]
LLC-prefetches                                     [Hardware cache event]
LLC-prefetch-misses                                [Hardware cache event]

未用-misses 标记的事件表示关联缓存中的引用数。

注意：以前的 question 和 man page 关于 perf_event_open（由 perf 内部使用）可能会有所帮助。

Answer 3

我尝试了来自 Intel 的名为 Vtune 的工具，我得到了一些关于如何测量总缓存引用的线索。他们可以测量微操作代码，并过滤那些加载或存储的指令，以获得总缓存引用。但我不确定 perf 工具是否也使用这种方法。