硬件缓存事件和性能

问题描述：

当我运行时perf list，我看到一堆硬件缓存事件，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]

这些事件大多似乎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的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 计数器实现的 - 但我如何知道是哪些？

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”。

解决方案 1：

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

我们可以检查arch/x86/events/intel/core.c以查找事件定义。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，这是您想要查看的文件。

关键部分是本节，它定义了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，您会发现对应L1D-dcahe-load于MEM_INST_RETIRED.ALL_LOAD和。L1-dcache-load-misses`L1D.REPLACEMENT`

我们可以使用 perf 仔细检查这一点：

$ 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”事件显示的值与我们通过检查源猜测的底层 PMU 事件显示的值完全相同。