内核中的 native_write_msr 是做什么的？答案

【问题标题】：What does native_write_msr in kernel do?内核中的 native_write_msr 是做什么的？
【发布时间】：2020-02-19 00:59:52
【问题描述】：

我有一个 python 脚本，一开始有时很慢。前几天我在上面运行了perf top，我只能看到：

   PerfTop:       2 irqs/sec  kernel:100.0%  exact:  0.0% [4000Hz cycles],  (target_pid: 1234)
-------------------------------------------------------------------------------------------------

   100.00%  [kernel]       [k] native_write_msr

谷歌搜索函数名称对我没有多大帮助。

【问题讨论】：

MSR 写入是内核编程硬件性能计数器的方式。这似乎很奇怪；我想知道/proc/sys/kernel/perf_event_paranoid 的限制性设置是否可以解释这一点。（0 允许在开发机器上使用最有用的东西。）kernel.yama.ptrace_scope = 0 也可能是相关的？你输入了什么确切的命令，你在什么样的系统上？ perf stat 是否正常工作，显示指令和周期的计数？

标签： kernel perf

【解决方案1】：

native_write_msr 是 x86/x86_64 特定的内核函数，允许内核代码执行 MSR 写入：https://elixir.bootlin.com/linux/v4.8/source/arch/x86/include/asm/msr.h#L118

static inline void native_write_msr(unsigned int msr,
                      unsigned low, unsigned high)
{
  asm volatile("1: wrmsr\n"
           "2:\n"
           : : "c" (msr), "a"(low), "d" (high) : "memory");
  if (msr_tracepoint_active(__tracepoint_write_msr))
      do_trace_write_msr(msr, ((u64)high << 32 | low), 0);
}

如果您想获取实际的 MSR 索引和值，您可以尝试使用 https://www.kernel.org/doc/Documentation/trace/events-msr.txt 或 https://www.kernel.org/doc/html/v4.17/trace/events-msr.html 指令激活 msr 跟踪。

native_write_msr 是内核 wrmsr 和 wrmsl 函数的内部实现，这些函数有许多可能的调用：https://elixir.bootlin.com/linux/v4.8/ident/wrmsr 和 https://elixir.bootlin.com/linux/v4.8/ident/wrmsrl，正如彼得在评论中所说，其中一些是用于编程性能计数器（来自 @ 987654331@目录）。

对于短脚本的分析不要使用perf top 工具（它用于长时间运行的进程和整个系统分析），但尝试perf record python3 ./your-script.py 将配置文件记录到perf.data 文件和perf report 或@987654336 @解码perf.data文件。这是一个非常短的脚本，所以我将采样频率更改为更高的值，并且我没有分析内核（:u 后缀）

echo 2 | sudo tee  /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid
$ perf record -e cycles:u -F 20000 python3 -c 'print(1)' 
1
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]

perf report 会显示统计信息，但会遗漏一些仅显示十六进制地址的符号

$ perf report            # interactive TUI
$ perf report|head -n 20|tail
#
     9.75%  python3  python3.6          [.] _PyEval_EvalFrameDefault
     2.77%  python3  python3.6          [.] 0x000000000049b284
     1.95%  python3  libc-2.27.so       [.] __strlen_avx2
     1.86%  python3  python3.6          [.] PyObject_GetAttr
     1.80%  python3  python3.6          [.] PyDict_SetDefault
     1.61%  python3  python3.6          [.] PyUnicode_New
     1.55%  python3  libc-2.27.so       [.] _int_malloc
     1.52%  python3  python3.6          [.] _PyDict_LoadGlobal
     1.41%  python3  python3.6          [.] _PyObject_GenericSetAttrWithDict

perf script 将为您提供执行代码的时间线，列出来自perf record 的每个样本（-F 20000 的样本是在大约 20 kHz 下采集的）。

【讨论】：