perf命令

@(Linux基础)[perf命令]

perf命令

简介

Perf是内置于Linux内核源码树中的性能剖析(profiling)工具，它基于事件采样原理，以性能事件为基础，支持针对处理器相关性能指标与操作系统相关性能指标的性能剖析，常用于性能瓶颈的查找与热点代码的定位。

通过它，应用程序可以利用 PMU，tracepoint 和内核中的特殊计数器来进行性能统计。它不但可以分析指定应用程序的性能问题 (per thread)，也可以用来分析内核的性能问题，当然也可以同时分析应用代码和内核，从而全面理解应用程序中的性能瓶颈。

使用 perf，您可以分析程序运行期间发生的硬件事件，比如 instructions retired ，processor clock cycles 等；您也可以分析软件事件，比如 Page Fault 和进程切换。这使得 Perf 拥有了众多的性能分析能力，举例来说，使用 Perf 可以计算每个时钟周期内的指令数，称为 IPC，IPC 偏低表明代码没有很好地利用 CPU。Perf 还可以对程序进行函数级别的采样，从而了解程序的性能瓶颈究竟在哪里等等。Perf 还可以替代 strace，可以添加动态内核 probe 点，还可以做 benchmark 衡量调度器的好坏。

perf命令

性能调优工具如 perf，Oprofile 等的基本原理都是对被监测对象进行采样，最简单的情形是根据 tick 中断进行采样，即在 tick 中断内触发采样点，在采样点里判断程序当时的上下文。假如一个程序 90% 的时间都花费在函数 foo() 上，那么 90% 的采样点都应该落在函数 foo的上下文中。只要采样频率足够高，采样时间足够长，那么以上推论就比较可靠。因此，通过 tick 触发采样，我们便可以了解程序中哪些地方最耗时间，从而重点分析。

perf list

功能: 查看当前软硬件环境、支持的性能事件。

查看所有分类事件的个数:

perf list | awk -F: '/Tracepoint event/ { lib[$1]++ } END { for (l in lib) { printf " %-16s %d\n", l, lib[l] } }' | sort | column

性能事件分类

• 硬件性能事件
• 软件性能事件
• tracepoint event

hw：Hardware event，9个

sw：Software event，9个

cache：Hardware cache event，26个

tracepoint：Tracepoint event，775个

说明：

hw和cache是由 PMU 硬件产生的事件，比如 cache 命中，当您需要了解程序对硬件特性的使用情况时，便需要对这些事件进行采样

sw 是内核软件产生的事件，比如进程切换，tick 数等，与硬件无关

tracepoint是内核中的静态 tracepoint 所触发的事件，这些 tracepoint 用来判断程序运行期间内核的行为细节，比如 slab 分配器的分配次数等。

提示：这里的event是预定义，可以通过perf list命令列出所有的预定义event。

perf stat

功能：分析程序的整体性能

示例：

perf stat -e task-clock ./a.out # 分析 task-clock 事件
perf stat -p 31317 # 分析 31317 进程
perf stat -t 31318 # 分析 31318 线程
perf stat -r 5 ./a.out # 分析 5 次就停止
perf stat -d ./a.out # 全面分析

perf top

功能：实时显示系统/进程的性能统信息

示例：

perf top -a -p 31317 # 分析整个 31317 进程的性能
perf top -n -p 31317 # 显示事件数量
perf top --show-total-period -p 31317 # 累计事件个数
perf top -G

界面解释：

第一列: 性能事件在整个检测域中占的比例，符号的 热度
第二列: 符号所在 DSO(Dynamic Shared Object)
第三列: DSO 类型(ELF可执行文件，动态链接库，内核，内核模块，VDSO 等)
第四列: 符号名(函数名)

perf record/report

功能：

record: 记录一段时间内系统/进程的性能事件，生成 perf.data 文件
report: 读取 perf.data 文件，并显示分析数据

示例：

perf record -g -p 31655  # 记录一段时间的 zone_server 性能事件
perf report           # 得到分析结果
perf report -n        # 显示对应时间的调用次数
perf report -v        # 显示每个符号的地址
perf report -g flat,5%    #
perf report -g graph,5%   #
perf report -g fractal,5% #

perf timechart

功能： 将系统的运行状态以 SVG 图的形式输出。

各处理器状态(run, idle)

各进程的时间图谱(run, sleep, blocked ...)

示例：

perf timechart record -p 31655

perf script

功能： 查看 perf 数据文件 (perf.data)

示例

perf script -l # 查看当前系统中可扩展脚本
perf script syscall-count # 查看系统调用被调度次数
perf script sctop # 实时查看各个系统调用被调用的次数