我试图了解系统范围的分析器的工作原理。我们以 linux perf 为例。对于某个分析时间，它可以提供：
我几乎可以肯定的是，报告只是对实际情况的估计。所以我认为有一些内核模块以一定的采样率启动软件中断。采样率越低，分析器开销越低。中断可以读取存储性能计数器的模型特定寄存器。
下一部分是将计数器与机器上运行的软件相关联。 那是我不理解的部分。
那么探查器从何处获取数据？
您是否可以查询任务计划程序以查明中断他时正在运行的内容？不会影响 执行调度程序（例如，而不是继续执行 中断的功能它只会安排另一个，制作 分析器结果不准确）。 task_struct 对象列表是否可用？
答案 0 :(得分：8)
所以我认为有一些内核模块以一定的采样率启动软件中断。
Perf不是模块，它是Linux内核的一部分，实现于 kernel/events/core.c以及每个支持的体系结构和cpu模型，例如arch/x86/kernel/cpu/perf_event*.c。但Oprofile是一个模块，具有类似的方法。
Perf通常要求CPU的PMU（性能监视单元）在某些硬件性能计数器（Yokohama, slide 5＆＃34; 的N个事件后生成中断时•达到阈值时中断：允许采样＆＃34）。实际上它可以实现为：
-N，其中N是采样周期（我们希望在N个事件之后中断，例如，在2百万个周期perf record -c 2000000 -e cycles之后，或者在没有N时计算和调整一些N已设置额外选项或已提供-F 所有现代英特尔芯片都支持此功能，例如，Nehalem：https://software.intel.com/sites/default/files/76/87/30320 - Nehalem性能监控单元编程指南
EBS - 基于事件的抽样。一种技术，其中计数器预加载了大的负计数，并且它们被配置为在溢出时中断处理器。当计数器溢出中断服务程序时捕获分析数据。
因此，当您使用硬件PMU时，定时器中断没有额外的工作，特殊读取硬件PMU计数器。在任务切换时有一些工作要保存/恢复PMU状态，但是（*_sched_in / *_sched_out kernel / events / core.c）不会更改PMU计数器值，也不会将其导出到用户 - 空间。
有一个处理程序：arch/x86/kernel/cpu/perf_event.c: x86_pmu_handle_irq找到溢出的计数器，calls perf_sample_data_init(&data, 0, event->hw.last_period);来记录当前时间，最后执行的命令的IP（由于out-of，它可能是不精确的大多数英特尔微架构的性质，某些事件的解决方法有限 - PEBS，perf record -e cycles:pp），堆栈跟踪（如果在记录中使用-g），等等。然后处理程序将计数器值重置为{ {1}}（x86_perf_event_set_period，-N - 请注意wrmsrl(hwc->event_base, (u64)(-left) & x86_pmu.cntval_mask);之前的减号
采样率越低，探查器开销越低。
Perf允许您使用left选项设置目标采样率，-F表示大约1000 irq / s。由于高开销，不建议使用高费率。十年前，英特尔VTune推荐不超过1000 irq / s（www.cs.utah.edu/~mhall/cs4961f09/VTune-1.pdf＆＃34; 尝试每个逻辑每秒获得大约1000个样本CPU。＆＃34;），性能通常不允许非root用户的高速率（当＆＃34时自动调低到较低的速率;性能中断耗时太长＆＃34; - 检查你的dmesg ;还要检查-F 1000，例如sysctl -a|grep perf - 这意味着perf将尝试使用不超过25％的CPU）
您是否可以查询任务计划程序以查明中断他时正在运行的内容？
没有。但是您可以在sched_switch或其他sched事件中启用tracepoint（列出所有可用于sched：kernel.perf_cpu_time_max_percent=25），并将其用作perf的分析事件。您甚至可以要求perf在此跟踪点记录堆栈跟踪：
perf list 'sched:*'不会影响调度程序的执行
启用跟踪点将使用跟踪点
向函数添加一些perf事件采样工作task_struct对象列表是否可用？ 只能通过ftrace ...
有关上下文切换的信息
这是软件性能事件，只需使用sched / core.c中的 perf record -a -g -e "sched:sched_switch" sleep 10
事件（间接）调用perf_sw_event。直接呼叫 - 迁移软件事件的示例：kernel/sched/core.c set_task_cpu()：PERF_COUNT_SW_CONTEXT_SWITCHES
PS：Gregg对Linux中的perf，ftrace和其他分析和跟踪子系统有很好的幻灯片：http://www.brendangregg.com/linuxperf.html
答案 1 :(得分：2)
这几乎是你所有三个问题的答案。
概要分析有两种类型：计数和抽样。计数措施 总体 数 整个执行期间的事件没有提供任何见解 关于 该 指令或功能 产生 他们 。上 另一方面， 抽样给出了相关性 代码的事件 通过捕获的指令指针样本 。 抽样时， 内核指示处理器发出中断时 选择的 事件计数器超过a 阈。 Ť 他的中断被内核和采样数据捕获 包括指令 指针 值存储在环形缓冲区中。用户空间定期轮询缓冲区 perf工具及其内容 写入磁盘。 在后处理中，指针指针与之匹配 二进制文件中的地址，可以转换为函数名称等等