确定 Linux 系统中读/写的“逻辑”字节数

Question

我想确定所有进程通过系统调用（例如read() 和write()）读取/写入的字节数逻辑。这与实际从存储层获取的字节数不同（由 iotop 等工具显示），因为它包括（例如）命中页面缓存的读取，并且在识别写入时也不同：逻辑写入 IO 立即发生当发出write 调用时，实际的物理IO 可能会在一段时间后发生，具体取决于各种因素（Linux 通常会缓冲写入并在一段时间后执行物理IO）。

我知道如何在每个进程的基础上执行此操作（例如，请参阅 this question），但不知道如何获取系统范围的计数。

Answer 1

如果您想使用/proc 文件系统来计算总计数（而不是每秒计数），这很容易。

这也适用于相当老的内核（在 Debian Squeeze 2.6.32 内核上测试）。

# cat /proc/1979/io
rchar: 111195372883082
wchar: 10424431162257
syscr: 130902776102
syscw: 6236420365
read_bytes: 2839822376960
write_bytes: 803408183296
cancelled_write_bytes: 374812672

对于系统范围，只需将所有进程的数字相加，但这仅在短期内就足够了，因为随着进程死亡，它们的统计信息会从内存中删除。您需要启用进程记帐才能保存它们。

这些文件的含义记录在内核源文件Documentation/filesystems/proc.txt：

rchar - I/O 计数器：读取的字符

此任务导致的字节数 从存储中读取。这只是这个字节的总和 进程传递给 read() 和 pread()。它包括诸如 tty IO 之类的东西 并且它不受实际物理磁盘 IO 是否为 必需（可能已从页面缓存中满足读取）

wchar - I/O 计数器：写入的字符

此任务拥有的字节数 导致或将导致写入磁盘。类似的警告适用 这里和 rchar 一样。

syscr - I/O 计数器：读取系统调用

尝试计算读取 I/O 的数量 操作，即像 read() 和 pread() 这样的系统调用。

syscw - I/O 计数器：写入系统调用

尝试计算写入 I/O 的次数 操作，即像 write() 和 pwrite() 这样的系统调用。

read_bytes - I/O 计数器：读取的字节数

尝试计算字节数 这个过程确实导致从存储层获取。 在 submit_bio() 级别完成，因此对于块支持是准确的 文件系统。

write_bytes - I/O 计数器：写入的字节数

尝试计算字节数 这个过程导致被发送到存储层。这是在 页面弄脏时间。

cancelled_write_bytes

这里最大的不准确之处是截断。如果一个进程将 1MB 写入文件 然后删除文件，它实际上不会执行写出。但它 将被视为造成 1MB 的写入。其他 words：此过程导致不发生的字节数，由 截断页面缓存。任务也可能导致“负”IO。

Answer 2

这是一个跟踪逻辑 IO 的 SystemTap 脚本。它基于https://sourceware.org/systemtap/SystemTap_Beginners_Guide/traceiosect.html的脚本

#! /usr/bin/env stap
# traceio.stp
# Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Eugene Teo <eteo@redhat.com>
# Copyright (C) 2009 Kai Meyer <kai@unixlords.com>
#   Fixed a bug that allows this to run longer
#   And added the humanreadable function
#
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
# it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
# published by the Free Software Foundation.
#

global reads, writes

probe vfs.read.return {
  if ($return > 0) {
    reads += $return
  }
}

probe vfs.write.return {
  if ($return > 0) {
    writes += $return
  }
}

function humanreadable(bytes) {
  if (bytes > 1024*1024*1024) {
    return sprintf("%d GiB", bytes/1024/1024/1024)
  } else if (bytes > 1024*1024) {
    return sprintf("%d MiB", bytes/1024/1024)
  } else if (bytes > 1024) {
    return sprintf("%d KiB", bytes/1024)
  } else {
    return sprintf("%d   B", bytes)
  }
}

probe timer.s(1) {
  printf("reads: %12s writes: %12s\n", humanreadable(reads), humanreadable(writes))
  # Note we don't zero out reads and writes,
  # so the values are cumulative since the script started.
}