測量Linux內核中函數的執行時間

我正在使用Linux安全模塊鉤子爲recv（）系統調用添加一些自定義功能。與原始recv（）相比，我想測量此功能的開銷。我寫了一個簡單的tcp服務器，我運行並沒有我的模塊。這個tcp服務器調用一個recv（）函數'N'次。它測量與像對各時間的recv：測量Linux內核中函數的執行時間

clock_gettime(before); 
recv() 
clock_gettime(after); 
global_time += after - before.

最後，我打印的平均時間爲單個的recv（）中包含「global_time/N」。這段時間稱爲「user_space_avg_recv」時間。

在我的模塊內部，我想要放置時間測量函數來計算我的鉤子的準確執行時間。我嘗試了3種方法。

我用的jiffies如下：
```
sj = jiffies; 
my_hook(); 
ej = jiffies; 
current->total_oh = ej - sj; 
```
但我看到有SJ和EJ值之間沒有差別。因此total_oh不變。
我用current_kernel_time（），因爲我認爲它返回的時間以納秒爲單位。但是，再一次，前後沒有差別。
我用過get_cycles。當進程退出時，我會打印整個週期。不過，當我將總週期值轉換爲毫秒時，它會比「user_space_avg_recv」值大得多。這是沒有意義的，因爲內核中的測量值總是小於從用戶空間測量的時間值。這可能意味着我要麼不使用正確的API進行測量，要麼在將數值從週期轉換爲毫秒時出錯。

我基本上是用下面的公式週期轉換成毫秒：

avg overhead of my hook in milliseconds = 
      (((cycles/2.99)/10^6)/N)

2.99，因爲我的時鐘頻率爲2.99Ghz

幾點：

我的用戶空間程序使用集合關係綁定到單個核心。
我使用的內核2.6.22.14
要切換上下文，而我的鉤內停止的內核，我用preempt_disable（）和preempt_enable（）。因此它不會計算其他內核線程的執行時間。即使這樣，因爲我的鉤子使用了一些I/O，我的線程可能會自動釋放控制器，或者可能會發生一些可能會增加總週期數的中斷。

問題：如何在內核中精確測量函數執行時間？

來源

2011-01-11 Methos

嘗試禁用BIOS中的頻率更改並重新測量週期 – osgx 2011-01-11 08:47:35

您可以使用function tracer API來獲取所有函數調用和返回的跟蹤，並使用高精度時間戳。這包括中斷事件和上下文切換。然後，您可以分析用戶空間中的結果軌跡，以準確瞭解您的函數運行多長時間。

如果您不能使用函數跟蹤器API，則可以調用do_gettimeofday()調用以獲得微秒級分辨率時間戳，或者在納秒級分辨率下獲得getnstimeofday()。這些是用戶空間gettimeofday()調用在內部使用的相同功能。當然，對於非常快速的功能，這可能不夠準確;任何更快的準確性，你可能需要深入計時器代碼，看看它如何實現週期轉換。還要注意，僅僅因爲它們具有高分辨率並不意味着它們具有那麼高的精度 - 但它們應該用於基準測試。

注意，任何形式的跟蹤將導致額外的延遲 - do_gettimeofday()需要大量的原子比較並交換操作，並且ftrace把日誌代碼上每一個功能前和終曲。解釋結果時應考慮到這一點。

來源

2011-01-11 08:50:46 bdonlan

是不是寫爲2.6.28以上？我正在使用2.6.22.14。 – Methos 2011-01-11 09:00:01

@Methos：用另一種方法更新。 – bdonlan 2011-01-11 09:30:37

@bdonlan，感謝您的更新。但是，do_gettimeofday（）從內部讀取「xtime」中的值。在number-2中提到的current_kernel_time（）函數也是相同的（它在同一個文件kernel/time.c中）。正如我在第二點中所說的，我沒有看到我的鉤子之前和之後返回的值之間有任何時間差。 – Methos 2011-01-11 09:46:24

我不確定你會得到你想要的結果，但我們使用follwing代碼有微秒。

double Microsecs() 
{ 
    static struct timeval _t; 
    static struct timezone tz; 
    gettimeofday(&_t, &tz); 
    return (double)_t.tv_sec + (double)_t.tv_usec/(1000*1000); 
}

比你打電話之前和之後你想要的電話，看看它有多少時間。
我們一直使用這種方法來評估IO時間監控讀/寫/查找操作，以優化性能，並且我們獲得了很好的結果。

HTH。

來源

2011-01-11 09:31:31

-1

您是否嘗試過使用OProfile？

來源

2011-01-12 16:45:13 Dan

測量Linux內核中函數的執行時間

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