监视linux内核中上下文切换次数的最有效方法是什么？

Question

我想获得以下的总统计数据：

1. 发生了多少softirq？
2. 发生了多少interrupts？
3. 发生了多少context switches？

我知道你可以使用pidstat、cat /proc/interrupts 和/cat/proc/softirqs。但是使用它们的开销太大。

• 如何在不使用/proc 的情况下以最快的方式获得{1-3} 的底线值？

• 我可以使用ftrace 来帮助我跟踪事件吗？

我将使用高分辨率计时器来监控系统：

• LWN article
• IBM developer
• hrtimer

Answer 1

使用perf，例如：

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

1000000+0 records in
1000000+0 records out
512000000 bytes (512 MB) copied, 0.956217 s, 535 MB/s

 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

Answer 2

查看 Linux 的 perf subsystem，这是您从 Linux 系统获得软或硬性能计数器所需的方法。

Answer 3

您可以通过一定程度的分辨率从/proc 中获取所有这些信息，如果您需要更多 rez，您可以调整嵌入式系统的内核。

您可以使用$ vmstat 1 监控您想要的信息，您可以查看 vmstat 的来源，以了解他们是如何从/prochttp://procps.sourceforge.net. 读取信息的

Answer 4

也许您应该考虑编写一个 Linux 内核模块 (LKM)。

这里有教程：http://www.tldp.org/LDP/lkmpg/2.6/html/

如果您需要一个准确的分析系统，您可以将您的内核模块附加到某个中断或任何其他有效的入口点*，然后保存（无需太多说明！）您需要考虑的内容。然后，在中断之后，定期收集和分析该数据。

您可以通过文件系统中的特殊文件（通过 mknode 在用户空间中创建或使用 MKDEV/register_chrdev 在初始化中创建）以与其他模块相同的方式导出信息。

上面的链接中有一些信息。

* 例如，您可以将您的模块附加到 read 系统调用（用您的包装实际读取），或导出文件并捕获打开/关闭尝试。

后者的用法示例如下：

void f() {
  int fd_prof;
  fd_prof = open("/dev/profiler", O_RDONLY);
  /* Do whichever thing you want to profile */
  close(fd_prof);
  /* Read profiled data from /dev/profiled_data or wherever you want
   * to export it to */

请注意，在编译 LKM 时，您无法访问标准 C 库，因为内核空间中不存在 libc。

别担心，您仍然可以在内核空间中实现 sprintf 之类的功能，当然，您可以直接访问（无需上下文切换）任何系统调用（读、写...）