perf性能分析工具

perf是performance的简称，最常用的性能分析工具。一款随linux内核代码一同发布和维护的性能诊断工具。linux内核2.6.31加入performance Counter, 内核2.6.32改为performance Event。

跟随linux内核发布的perf是一个基于内核的子系统，它提供一个性能分析框架。其利用硬件（CPU、PMU（Performance Monitoring Unit））功能和软件（软件计数器、tracepoint）功能来进行性能统计。

Perf 可以对程序进行函数级别的采样，从而了解程序的性能瓶颈在哪里。其基本原理是：每隔一个固定时间，就是CPU上产生一个中断，看当前是哪个进程、哪个函数，然后给对应的进程和函数加一个统计值，这样就知道CPU有多少时间在某个进程或某个函数上了。使用 Perf 可以计算每个时钟周期内的指令数，称为 IPC。可以获取耗时的TOP函数等。

软件计数器

其中软件计数器能保存进程切换、tick数等数据。通过tick数，可以获取top函数，制作火焰图等。

PMU

Performance Monitor Unit，性能监视单元，其是CPU提供的一个单元，属于硬件的范畴。通过访问相关的寄存器能读取到CPU的一些性能数据，目前大部分CPU都会提供相应的PMU。PMU硬件产生的事件，比如cache命中。

tracepoints

tracepoints是散落在内核源码中的一些hook，它们可以在特定的代码被执行到时触发，这一特性可以被各种trace/debug工具所使用。比如保存内存分配的次数。perf将tracepoint产生的时间记录下来，生成报告，通过分析这些报告，调优人员便可以了解程序运行期间内核的各种细节，对性能症状做出准确的诊断。

这些tracepint的对应的sysfs节点在/sys/kernel/debug/tracing/events目录下。

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