当我想使用来自 Linux 工具套件 perf 的 perf-stat 和 perf-report 生成性能报告时，我运行：
$ perf record -o my.perf.data myCmd
$ perf report -i my.perf.data
还有：
$ perf stat myCmd
但这意味着我第二次运行“myCmd”，这需要几分钟。相反，我希望：
$ perf stat -i my.perf.data
但与 perf 套件中的大多数工具不同，我没有看到 perf-stat 的 -i 选项。是否有其他工具可以做到这一点，或者有一种方法可以让 perf-report 生成与 perf-stat 类似的输出？
【问题讨论】：
标签： linux performance profiling performancecounter perf
我在 kernel.org 上挖掘了源代码，看起来没有办法让 perf stat 解析 perf.data
如果您查看第 245 行，您会看到函数“run_perf_stat”，而 308-320 周围的行似乎是实际进行记录和整理的内容。
我没有深入研究这一点，无法确定是否可以启用您想要的那种功能。
看起来 perf 报告没有很多额外的格式化功能。如果您愿意，可以在这里进一步检查：
【讨论】：
perf stat 不能用于解析perf.data 文件，但您可以要求perf report 使用perf report --header |egrep Event\|Samples 打印带有事件计数估计的标题。只有记录到perf.data 文件中的事件才会被估计。
perf stat 在计数模式下使用hardware performance monitoring unit，perf record/perf report 和 perf.data 文件使用在周期性溢出模式下配置的相同硬件单元 (sampling profiling)。在这两种模式下，hardware performance counters 都将它们的控制寄存器设置为一组性能事件（例如 cpu 周期或执行的指令），并且计数器将在硬件的每个事件上递增。
在计数模式perf stat 使用在程序启动时初始设置为零的计数器，它们由硬件递增，并且 perf 将在程序退出时读取最终计数器值（实际上计数将被操作系统分成几个段，最终结果相似 -完整程序运行的单个值）。
在分析模式下perf record 会将每个硬件计数器设置为某个负值，例如-200000 并且溢出处理程序将被注册并启用（实际值将由操作系统内核自动调整为某个频率）。每计数 200000 个事件，计数器将从 -1 溢出到零并产生溢出中断。 perf_events 中断处理程序会将“样本”（当前时间、pid、指令指针、-g 模式下的可选调用堆栈）记录到环形缓冲区（由 perf 映射），其中的数据将保存到 perf.data。此处理程序还将再次将计数器重置为-200000。因此，在运行足够长的时间后，perf.data 中将存储许多样本。该样本集可用于生成程序的统计配置文件（程序的哪些部分确实运行得更频繁）。但是，如果每 200000 个事件生成每个样本，我们也可以对总事件进行一些估计。由于内核的值自动调整（它试图以 4000 Hz 生成样本）估计会更加困难，使用类似 -c 1000000 的东西来禁用样本周期的自动调整。
perf stat 在默认模式下显示什么？对于某些 x86_64 cpu，我有：程序的运行时间（任务时钟和已用时间）、3 个软件事件（上下文切换、cpu 迁移、页面错误）、4 个硬件计数器：周期、指令、分支、分支未命中：
$ echo '3^123456%3' | perf stat bc
0
Performance counter stats for 'bc':
325.604672 task-clock (msec) # 0.998 CPUs utilized
0 context-switches # 0.000 K/sec
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
181 page-faults # 0.556 K/sec
828,234,675 cycles # 2.544 GHz
1,840,146,399 instructions # 2.22 insn per cycle
348,965,282 branches # 1071.745 M/sec
15,385,371 branch-misses # 4.41% of all branches
0.326152702 seconds time elapsed
默认模式下记录perf record是什么？当硬件事件可用时，它是周期事件。在单次唤醒（环形缓冲区溢出）中，perf 确实将 1246 个样本保存到 perf.data
$ echo '3^123456%3' | perf record bc
[ perf record: Woken up 1 times to write data ]
[ perf record: Captured and wrote 0.049 MB perf.data (1293 samples) ]
使用perf report --header|less、perf script 和perf script -D，您可以查看 perf.data 内容：
$ perf report --header |grep event
# event : name = cycles:uppp, , size = 112, { sample_period, sample_freq } = 4000, sample_type = IP|TID|TIME|PERIOD ...
# Samples: 1K of event 'cycles:uppp'
$ perf script 2>/dev/null |grep cycles|wc -l
1293
perf.data 中有一些时间戳和一些用于程序启动和退出的附加事件 (perf script -D |egrep exec\|EXIT)，但默认 perf.data 中没有足够的信息来完全重构 perf stat 输出。运行时间仅记录为开始和退出的时间戳，并且对于每个事件样本，不记录软件事件，并且使用单个硬件事件（循环；但没有指令、分支、分支未命中）。可以使用硬件计数器的近似值，但并不精确（实际周期约为 820-8.25 亿）：
$ perf report --header |grep Event
# Event count (approx.): 836622729
使用perf.data 的非默认记录，perf report 可以估计更多事件：
$ echo '3^123456%3' | perf record -e cycles,instructions,branches,branch-misses bc
[ perf record: Captured and wrote 0.238 MB perf.data (5164 samples) ]
$ perf report --header |egrep Event\|Samples
# Samples: 1K of event 'cycles'
# Event count (approx.): 834809036
# Samples: 1K of event 'instructions'
# Event count (approx.): 1834083643
# Samples: 1K of event 'branches'
# Event count (approx.): 347750459
# Samples: 1K of event 'branch-misses'
# Event count (approx.): 15382047
可以使用固定周期，但如果-c 选项的值太低，内核可能会限制某些事件（样本生成频率不应超过每秒1000-4000次）：
$ echo '3^123456%3' | perf record -e cycles,instructions,branches,branch-misses -c 1000000 bc
$ perf report --header |egrep Event\|Samples
[ perf record: Captured and wrote 0.118 MB perf.data (3029 samples) ]
# Samples: 823 of event 'cycles'
# Event count (approx.): 823000000
# Samples: 1K of event 'instructions'
# Event count (approx.): 1842000000
# Samples: 349 of event 'branches'
# Event count (approx.): 349000000
# Samples: 15 of event 'branch-misses'
# Event count (approx.): 15000000
【讨论】：