月份：2017年5月

Perf笔记（七）——perf trace

perf trace有类似于strace功能，可以实时监控程序的系统调用：

# perf trace ./a.out
 0.032 ( 0.002 ms): a.out/7673 brk(                                                                  ) = 0x1e6b000
 0.051 ( 0.005 ms): a.out/7673 access(filename: 0xb7c1cb00, mode: R                                  ) = -1 ENOENT No such file or directory
 0.063 ( 0.005 ms): a.out/7673 open(filename: 0xb7c1a7b7, flags: CLOEXEC                             ) = 3
 0.070 ( 0.002 ms): a.out/7673 fstat(fd: 3, statbuf: 0x7ffffb72bc80                                  ) = 0
 0.073 ( 0.004 ms): a.out/7673 mmap(len: 38436, prot: READ, flags: PRIVATE, fd: 3                    ) = 0x7f18b7e15000
 0.079 ( 0.001 ms): a.out/7673 close(fd: 3                                                           ) = 0
 0.087 ( 0.005 ms): a.out/7673 open(filename: 0xb7e21ec0, flags: CLOEXEC                             ) = 3
 0.093 ( 0.003 ms): a.out/7673 read(fd: 3, buf: 0x7ffffb72be28, count: 832                           ) = 832
 0.099 ( 0.002 ms): a.out/7673 fstat(fd: 3, statbuf: 0x7ffffb72bcc0                                  ) = 0
 0.102 ( 0.003 ms): a.out/7673 mmap(len: 8192, prot: READ|WRITE, flags: PRIVATE|ANONYMOUS, fd: -1    ) = 0x7f18b7e13000
 0.110 ( 0.004 ms): a.out/7673 mmap(len: 2283024, prot: EXEC|READ, flags: PRIVATE|DENYWRITE, fd: 3   ) = 0x7f18b79cf000
 0.116 ( 0.007 ms): a.out/7673 mprotect(start: 0x7f18b79fc000, len: 2093056                          ) = 0
 0.125 ( 0.005 ms): a.out/7673 mmap(addr: 0x7f18b7bfb000, len: 8192, prot: READ|WRITE, flags: PRIVATE|DENYWRITE|FIXED, fd: 3, off: 180224) = 0x7f18b7bfb000
 0.142 ( 0.002 ms): a.out/7673 close(fd: 3                                                           ) = 0
 0.153 ( 0.006 ms): a.out/7673 open(filename: 0xb7e134c0, flags: CLOEXEC                             ) = 3
 0.161 ( 0.003 ms): a.out/7673 read(fd: 3, buf: 0x7ffffb72bdf8, count: 832                           ) = 832
 0.165 ( 0.002 ms): a.out/7673 fstat(fd: 3, statbuf: 0x7ffffb72bc90                                  ) = 0
 0.169 ( 0.005 ms): a.out/7673 mmap(len: 2216432, prot: EXEC|READ, flags: PRIVATE|DENYWRITE, fd: 3   ) = 0x7f18b77b1000
......

Perf笔记（四）——profile应用程序

使用perf record命令可以profile应用程序  （编译程序要使用-g，推荐使用-g -O2） ：

perf record program [args]

或者在程序启动以后，使用-p pid选项：

perf record -p pid

默认情况下，信息会存在perf.data文件里，使用perf report命令可以解析这个文件：

Capture

哪些函数占用CPU比较多，一目了然。

另外，在使用perf record时可以加--call-graph dwarf选项：

--call-graph
 Setup and enable call-graph (stack chain/backtrace) recording, implies -g.
 Default is "fp".

采样结果如下：

Capture

关于Children和Self的含义，perf wiki给了一个详尽的解释。以下列代码为例：

void foo(void) {
    /* do something */
}

void bar(void) {
    /* do something */
    foo();
}

int main(void) {
    bar()
    return 0;
}

Self表示函数本身的overhead：如果foo函数的overhead占60%，那么bar的Self overhead就是40%（刨除foo所占部分）。因为foo和bar都是main的子函数，所以二者的overhead都要计算入main的Children overhead。

对于采用--call-graph dwarf选项生成的perf.data做出的火焰图如下：

Capture可以看到显示了完整的函数调用栈。

Perf笔记（三）——tiptop

Tiptop是一个Linux系统性能工具，它通过读取CPU硬件计数器的信息（比如cahche miss，executed instructions per cycle等等），使我们对程序的执行效率有了更清晰的认识：

Capture

Tiptop通过perf_event_open(http://man7.org/linux/man-pages/man2/perfeventopen.2.html)系统调用（2.6.31版本称为perf_counter_open）来完成读取硬件计数器信息：

int perf_event_open(struct perf_event_attr *attr,
                           pid_t pid, int cpu, int group_fd,
                           unsigned long flags);

attr用来指定需要关注哪些硬件计数器；pid和cpu指定关注运行在哪些CPU的进程（线程）；group_fd用来设定event group，创建group leader时，group_fd设为-1；flags可以置为0。

perf_event_open执行成功后会返回一个有效的文件描述符，后续可通过ioctl和read系统调用对这个文件描述符进行操作，达到想要的目的。