linux - 硬件缓存事件和性能

Question

当我运行时，perf list我看到一堆Hardware Cache Events，如下所示：

$ perf list | grep 'cache event'
  L1-dcache-load-misses                              [Hardware cache event]
  L1-dcache-loads                                    [Hardware cache event]
  L1-dcache-stores                                   [Hardware cache event]
  L1-icache-load-misses                              [Hardware cache event]
  LLC-load-misses                                    [Hardware cache event]
  LLC-loads                                          [Hardware cache event]
  LLC-store-misses                                   [Hardware cache event]
  LLC-stores                                         [Hardware cache event]
  branch-load-misses                                 [Hardware cache event]
  branch-loads                                       [Hardware cache event]
  dTLB-load-misses                                   [Hardware cache event]
  dTLB-loads                                         [Hardware cache event]
  dTLB-store-misses                                  [Hardware cache event]
  dTLB-stores                                        [Hardware cache event]
  iTLB-load-misses                                   [Hardware cache event]
  iTLB-loads                                         [Hardware cache event]
  node-load-misses                                   [Hardware cache event]
  node-loads                                         [Hardware cache event]
  node-store-misses                                  [Hardware cache event]
  node-stores                                        [Hardware cache event]

这些事件似乎大多根据测试返回合理的值，但我想知道如何确定将这些事件映射到我系统上的硬件性能计数器事件？

也就是说，这些事件肯定是使用我的 Skylake CPU 上的一个或多个底层 x86 PMU 计数器来实现的——但是我怎么知道哪些呢？

您可以查看/sys/devices/cpu/events其他硬件事件，但不能查看“硬件缓存事件”。

Answer 1

用户@Margaret在评论中指出了一个合理的答案——阅读内核源代码以查看 PMU 事件的映射。

我们可以查看arch/x86/events/intel/core.c中的事件定义。我实际上不知道这里的“核心”是否指的是核心架构，只是这是大多数定义的核心 - 但无论如何它是您想要查看的文件。

关键部分是本节，它定义skl_hw_cache_event_ids：

static __initconst const u64 skl_hw_cache_event_ids
                [PERF_COUNT_HW_CACHE_MAX]
                [PERF_COUNT_HW_CACHE_OP_MAX]
                [PERF_COUNT_HW_CACHE_RESULT_MAX] =
{
 [ C(L1D ) ] = {
    [ C(OP_READ) ] = {
        [ C(RESULT_ACCESS) ] = 0x81d0,  /* MEM_INST_RETIRED.ALL_LOADS */
        [ C(RESULT_MISS)   ] = 0x151,   /* L1D.REPLACEMENT */
    },
    [ C(OP_WRITE) ] = {
        [ C(RESULT_ACCESS) ] = 0x82d0,  /* MEM_INST_RETIRED.ALL_STORES */
        [ C(RESULT_MISS)   ] = 0x0,
    },
    [ C(OP_PREFETCH) ] = {
        [ C(RESULT_ACCESS) ] = 0x0,
        [ C(RESULT_MISS)   ] = 0x0,
    },
},
...

解码嵌套的初始化程序，你会得到L1D-dcahe-load对应的MEM_INST_RETIRED.ALL_LOAD和L1-dcache-load-missesto L1D.REPLACEMENT。

我们可以用 perf 仔细检查一下：

$ ocperf stat -e mem_inst_retired.all_loads,L1-dcache-loads,l1d.replacement,L1-dcache-load-misses,L1-dcache-loads,mem_load_retired.l1_hit head -c100M /dev/zero > /dev/null

 Performance counter stats for 'head -c100M /dev/zero':

        11,587,793      mem_inst_retired_all_loads                                   
        11,587,793      L1-dcache-loads                                             
            20,233      l1d_replacement                                             
            20,233      L1-dcache-load-misses     #    0.17% of all L1-dcache hits  
        11,587,793      L1-dcache-loads                                             
        11,495,053      mem_load_retired_l1_hit                                     

       0.024322360 seconds time elapsed

“硬件缓存”事件显示的值与使用我们通过检查源猜测的底层 PMU 事件完全相同。