特定处理器上的性能监控计数器 (RDPMC)

Question

我正在尝试使用 RDPMC 指令来计算已停用的指令，并且正如英特尔软件开发人员手册第 3 卷附录 A（在性能监控部分）所述：

• 指令已停用 — 事件选择 C0H，Umask 00H 此事件计算引退时的指令数。对于包含多个微操作的指令， 此事件计算指令的最后一个微操作的退出。带有 REP 前缀的指令计数 作为一条指令（不是每次迭代）。多操作指令的最后一个微操作退出前的故障 不计算在内。

我使用来自here 的答案来启用 Linux Kernel-Mode 模块的性能计数器。

从here可以看出（RDPMC的描述）：

将 ECX 寄存器中指定的 40 位性能监控计数器的内容加载到寄存器 EDX:EAX 中。 EDX 寄存器加载计数器的高 8 位，EAX 寄存器加载低 32 位。 Pentium® Pro 处理器有两个性能监控计数器（0 和 1），它们分别通过在 ECX 寄存器中放置 0000H 或 0001H 来指定。

之后，我将 0 放入 RAX 并执行 RDPMC（在用户模式下），但在 RDPMC 执行多次后，EDX:EAX 仍然为零。

所以我的问题是：

1. 如何统计用户模式下特定进程的 Retired Instructions？
2. Event select C0H和Umask 00H有什么区别，我想知道C0H和00H怎么用？

Answer 1

我把 0 放到 RAX 并执行 RDPMC

选择器进入 ECX，而不是 EAX。

如何统计用户态特定进程的Retired Instructions？

如果您希望 Linux 虚拟化上下文切换和 CPU 迁移上的性能计数器，以基于每个进程而不是每个 CPU 进行跟踪，请使用 perf stat ./a.out。或者，如果您手动对性能计数器进行编程，请确保将您的进程固定到核心。

我经常使用perf stat -etask-clock,context-switches,cpu-migrations,page-faults,cycles,branches,instructions,uops_issued.any,uops_executed.thread ./a.out 来分析内容。 （例如，查看Can x86's MOV really be "free"? Why can't I reproduce this at all? 中的输出）。

Perf 的instructions 事件使用Instructions Retired 计数器。 （实际上，它使用该事件的固定计数器，而不是用完其中一个可编程计数器上的插槽。）

像 uops_issued.any 这样的非通用 uarch 特定事件的符号名称过去只能在 ocperf.py 包装脚本中使用，但 Arch Linux 上的 perf 4.15.gd8a5b8 直接支持它们。我认为这种变化是最近才发生的。

Event select C0H和Umask 00H有什么区别，我想知道C0H和00H怎么用？

您必须使用正确的事件和单位掩码对可编程计数器进行编程。 umask 通常选择一些相关事物的变体。有关每个事件的 umask 值在 Haswell 上的作用列表，请参阅 http://oprofile.sourceforge.net/docs/intel-haswell-events.php。

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除了 Linux 中的大型复杂 perf 子系统之外，已经有一些开源库用于编程性能计数器以设置从用户空间读取它们。请参阅 Perf overcounting simple CPU-bound loop: mysterious kernel work? 获取 libpfc，其中包括演示。

如果你只想使用它，你真的不需要自己写。