Linux perf命令详解及常用参数解析

Linux perf命令详解及常用参数解析,第1张

Linux perf命令详解及常用参数解析 perf 相关命令:暂无相关命令
perf是Linux下的一款性能分析工具,能够进行函数级与指令级的热点查找。


Perf List
利用perf剖析程序性能时,需要指定当前测试的性能时间。


性能事件是指在处理器或 *** 作系统中发生的,可能影响到程序性能的硬件事件或软件事件
 


Perf top
实时显示系统/进程的性能统计信息 常用参数 -e:指定性能事件 -a:显示在所有CPU上的性能统计信息 -C:显示在指定CPU上的性能统计信息 -p:指定进程PID -t:指定线程TID -K:隐藏内核统计信息 -U:隐藏用户空间的统计信息 -s:指定待解析的符号信息 ‘‐G’ or‘‐‐call‐graph’ <output_type,min_percent,call_order> graph: 使用调用树,将每条调用路径进一步折叠。


这种显示方式更加直观。


每条调用路径的采样率为绝对值。


也就是该条路径占整个采样域的比率。


fractal 默认选项。


类似与 graph,但是每条路径前的采样率为相对值。


flat 不折叠各条调用 选项 call_order 用以设定调用图谱的显示顺序,该选项有 2个取值,分别是 callee 与caller。


将该选项设为callee 时,perf按照被调用的顺序显示调用图谱,上层函数被下层函数所调用。


该选项被设为caller 时,按照调用顺序显示调用图谱,即上层函数调用了下层函数路径,也不显示每条调用路径的采样率

注: Perf top需要root权限


Perf stat
分析系统/进程的整体性能概况 task‐clock事件表示目标任务真正占用处理器的时间,单位是毫秒。


也称任务执行时间 context-switches是系统发生上下文切换的次数 CPU-migrations是任务从一个处理器迁往另外一个处理器的次数 page-faults是内核发生缺页的次数 cycles是程序消耗的处理器周期数 instructions是指命令执行期间产生的处理器指令数 branches是指程序在执行期间遇到的分支指令数。


branch‐misses是预测错误的分支指令数。


XXX seconds time elapsed系程序持续时间 任务执行时间/任务持续时间大于1,那可以肯定是多核引起的 参数设置: -e:选择性能事件 -i:禁止子任务继承父任务的性能计数器。


-r:重复执行 n 次目标程序,并给出性能指标在n 次执行中的变化范围。


-n:仅输出目标程序的执行时间,而不开启任何性能计数器。


-a:指定全部cpu -C:指定某个cpu -A:将给出每个处理器上相应的信息。


-p:指定待分析的进程id -t:指定待分析的线程id


Perf record
记录一段时间内系统/进程的性能时间 参数:  -e:选择性能事件  -p:待分析进程的id  -t:待分析线程的id  -a:分析整个系统的性能  -C:只采集指定CPU数据  -c:事件的采样周期  -o:指定输出文件,默认为perf.data  -A:以append的方式写输出文件  -f:以OverWrite的方式写输出文件  -g:记录函数间的调用关系

Perf Report
读取perf record生成的数据文件,并显示分析数据 参数 -i:输入的数据文件 -v:显示每个符号的地址 -d <dos>:只显示指定dos的符号 -C:只显示指定comm的信息(Comm. 触发事件的进程名) -S:只考虑指定符号 -U:只显示已解析的符号 -g[type,min,order]:显示调用关系,具体等同于perf top命令中的-g -c:只显示指定cpu采样信息 -M:以指定汇编指令风格显示 –source:以汇编和source的形式进行显示 -p<regex>:用指定正则表达式过滤调用函数


  例1
# perf top -e cycles:k     #显示内核和模块中,消耗最多CPU周期的函数

# perf top -e kmem:kmem_cache_alloc     #显示分配高速缓存最多的函数

# perf top

Samples: 1M of event 'cycles', Event count (approx.): 73891391490
5.44% perf [.] 0x0000000000023256
4.86% [kernel] [k] _spin_lock
2.43% [kernel] [k] _spin_lock_bh
2.29% [kernel] [k] _spin_lock_irqsave
1.77% [kernel] [k] __d_lookup
1.55% libc-2.12.so [.] __strcmp_sse42
1.43% nginx [.] ngx_vslprintf
1.37% [kernel] [k] tcp_poll
第一列:符号引发的性能事件的比例,默认指占用的cpu周期比例。



第二列:符号所在的DSO(Dynamic Shared Object),可以是应用程序、内核、动态链接库、模块。



第三列:DSO的类型。


[.]表示此符号属于用户态的ELF文件,包括可执行文件与动态链接库)。


[k]表述此符号属于内核或模块。



第四列:符号名。


有些符号不能解析为函数名,只能用地址表示。



  例2
# perf top -G         #得到调用关系图

# perf top -e cycles         #指定性能事件

# perf top -p 23015,32476         #查看这两个进程的cpu cycles使用情况

# perf top -s comm,pid,symbol         #显示调用symbol的进程名和进程号

# perf top --comms nginx,top         #仅显示属于指定进程的符号

# perf top --symbols kfree         #仅显示指定的符号


  例3
#  perf stat ls 

 Performance counter stats for 'ls':

          0.653782 task-clock                #    0.691 CPUs utilized
0 context-switches # 0.000 K/sec
0 CPU-migrations # 0.000 K/sec
247 page-faults # 0.378 M/sec
1,625,426 cycles # 2.486 GHz
1,050,293 stalled-cycles-frontend # 64.62% frontend cycles idle
838,781 stalled-cycles-backend # 51.60% backend cycles idle
1,055,735 instructions # 0.65 insns per cycle
# 0.99 stalled cycles per insn
210,587 branches # 322.106 M/sec
10,809 branch-misses # 5.13% of all branches 0.000945883 seconds time elapsed 输出包括ls的执行时间,以及10个性能事件的统计。


task-clock:任务真正占用的处理器时间,单位为ms。


CPUs utilized = task-clock / time elapsed,CPU的占用率。


context-switches:上下文的切换次数。


CPU-migrations:处理器迁移次数。


Linux为了维持多个处理器的负载均衡,在特定条件下会将某个任务从一个CPU 迁移到另一个CPU。


page-faults:缺页异常的次数。


当应用程序请求的页面尚未建立、请求的页面不在内存中,或者请求的页面虽然在内 存中,但物理地址和虚拟地址的映射关系尚未建立时,都会触发一次缺页异常。


另外TLB不命中,页面访问权限不匹配 等情况也会触发缺页异常。


cycles:消耗的处理器周期数。


如果把被ls使用的cpu cycles看成是一个处理器的,那么它的主频为2.486GHz。


可以用cycles / task-clock算出。


stalled-cycles-frontend:略过。


stalled-cycles-backend:略过。


instructions:执行了多少条指令。


IPC为平均每个cpu cycle执行了多少条指令。


branches:遇到的分支指令数。


branch-misses是预测错误的分支指令数。


# perf stat -r 10 ls > /dev/null #执行10次程序,给出标准偏差与期望的比值 # perf stat -v ls > /dev/null #显示更详细的信息 # perf stat -n ls > /dev/null #只显示任务执行时间,不显示性能计数器 # perf stat -a -A ls > /dev/null #单独给出每个CPU上的信息 # perf stat -e syscalls:sys_enter ls #ls命令执行了多少次系统调用


  例4
#  perf record -p `pgrep -d ',' nginx`      #记录nginx进程的性能数据

#  perf record ls -g    #记录执行ls时的性能数据

# perf record -e syscalls:sys_enter ls      #记录执行ls时的系统调用,可以知道哪些系统调用最频繁


  例5
#   perf lock record ls      #记录

#   perf lock report      #报告

                Name   acquired  contended total wait (ns)   max wait (ns)   min wait (ns) 

 &mm->page_table_...        382          0               0               0               0
&mm->page_table_... 72 0 0 0 0
&fs->lock 64 0 0 0 0
dcache_lock 62 0 0 0 0
vfsmount_lock 43 0 0 0 0
&newf->file_lock... 41 0 0 0 0 Name:内核锁的名字。



aquired:该锁被直接获得的次数,因为没有其它内核路径占用该锁,此时不用等待。



contended:该锁等待后获得的次数,此时被其它内核路径占用,需要等待。



total wait:为了获得该锁,总共的等待时间。



max wait:为了获得该锁,最大的等待时间。



min wait:为了获得该锁,最小的等待时间。



  例6
#  perf kmem record ls      #记录

#  perf kmem stat --caller --alloc -l 20      #报告

------------------------------------------------------------------------------------------------------
Callsite | Total_alloc/Per | Total_req/Per | Hit | Ping-pong | Frag
------------------------------------------------------------------------------------------------------
perf_event_mmap+ec | 311296/8192 | 155952/4104 | 38 | 0 | 49.902%
proc_reg_open+41 | 64/64 | 40/40 | 1 | 0 | 37.500%
__kmalloc_node+4d | 1024/1024 | 664/664 | 1 | 0 | 35.156%
ext3_readdir+5bd | 64/64 | 48/48 | 1 | 0 | 25.000%
load_elf_binary+8ec | 512/512 | 392/392 | 1 | 0 | 23.438% Callsite:内核代码中调用kmalloc和kfree的地方。



Total_alloc/Per:总共分配的内存大小,平均每次分配的内存大小。



Total_req/Per:总共请求的内存大小,平均每次请求的内存大小。



Hit:调用的次数。



Ping-pong:kmalloc和kfree不被同一个CPU执行时的次数,这会导致cache效率降低。



Frag:碎片所占的百分比,碎片 = 分配的内存 - 请求的内存,这部分是浪费的。



有使用--alloc选项,还会看到Alloc Ptr,即所分配内存的地址。


  例7
#  perf sched record sleep 10    

#  perf report latency --sort max    

 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Task | Runtime ms | Switches | Average delay ms | Maximum delay ms | Maximum delay at |
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
events/10:61 | 0.655 ms | 10 | avg: 0.045 ms | max: 0.161 ms | max at: 9804.958730 s
sleep:11156 | 2.263 ms | 4 | avg: 0.052 ms | max: 0.118 ms | max at: 9804.865552 s
edac-poller:1125 | 0.598 ms | 10 | avg: 0.042 ms | max: 0.113 ms | max at: 9804.958698 s
events/2:53 | 0.676 ms | 10 | avg: 0.037 ms | max: 0.102 ms | max at: 9814.751605 s
perf:11155 | 2.109 ms | 1 | avg: 0.068 ms | max: 0.068 ms | max at: 9814.867918 s TASK:进程名和pid。



Runtime:实际的运行时间。



Switches:进程切换的次数。



Average delay:平均的调度延迟。



Maximum delay:最大的调度延迟。



Maximum delay at:最大调度延迟发生的时刻。


  例8
#  perf probe --line schedule    #前面有行号的可以探测,没有行号的就不行了

#  perf report latency --sort max    #在schedule函数的12处增加一个探测点

参考资料:http://linux.51yip.com/search/perf

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原文地址: http://outofmemory.cn/zaji/586321.html

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