perf_event_open(2) System Calls Manual perf_event_open(2)

ИМЯ

perf_event_open - настройка слежения за производительностью

Standard C library (libc, -lc)

СИНТАКСИС

#include <linux/perf_event.h>    /* определения констант PERF_* */
#include <linux/hw_breakpoint.h> /* определения констант HW_* */
#include <sys/syscall.h>         /* определения констант SYS_* */
#include <unistd.h>
int syscall(SYS_perf_event_open, struct perf_event_attr *attr,
            pid_t pid, int cpu, int group_fd, unsigned long flags);

Note: glibc provides no wrapper for perf_event_open(), necessitating the use of syscall(2).

ОПИСАНИЕ

Получая список параметров, perf_event_open() возвращает файловый дескриптор, который можно использовать в последующих вызовах (read(2), mmap(2), prctl(2), fcntl(2) и т. п.).

Вызов perf_event_open() создаёт файловый дескриптор, через который можно получать измерения производительности. Каждый файловый дескриптор соответствует одному измеряемому событию; события можно группировать для одновременного измерения.

События можно включать и выключать двумя способами: через ioctl(2) и через prctl(2). Когда событие отключено, оно не учитывается и не генерирует переполнения, но продолжает существовать и содержать своё значение счётчика.

События бывают двух видов: подсчитывающие (counting) и измеряющие (sampled). Подсчитывающее событие используется для сложения числа произошедших событий. Обычно, результат подсчёта событий выбирается с помощью вызова read(2). Измеряющее событие периодически пишет значения измерения в буфер, который доступен через вызов mmap(2).

Аргументы

Аргументы pid и cpu позволяют задать отслеживаемый процесс и ЦП:

Это позволяет измерять вызывающий процесс/нить на любом ЦП.
Это позволяет измерять вызывающий процесс/нить только, когда выполнение происходит на указанном ЦП.
Это позволяет измерять указанный процесс/нить на любом ЦП.
Это позволяет измерять указанный процесс/нить только, когда выполнение происходит на указанном ЦП.
This measures all processes/threads on the specified CPU. This requires CAP_PERFMON (since Linux 5.8) or CAP_SYS_ADMIN capability or a /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid value of less than 1.
Это некорректные значения и будет возвращена ошибка.

When pid is greater than zero, permission to perform this system call is governed by CAP_PERFMON (since Linux 5.9) and a ptrace access mode PTRACE_MODE_READ_REALCREDS check on older Linux versions; see ptrace(2).

The group_fd argument allows event groups to be created. An event group has one event which is the group leader. The leader is created first, with group_fd = -1. The rest of the group members are created with subsequent perf_event_open() calls with group_fd being set to the file descriptor of the group leader. (A single event on its own is created with group_fd = -1 and is considered to be a group with only 1 member.) An event group is scheduled onto the CPU as a unit: it will be put onto the CPU only if all of the events in the group can be put onto the CPU. This means that the values of the member events can be meaningfully compared —added, divided (to get ratios), and so on— with each other, since they have counted events for the same set of executed instructions.

Аргумент flags формируется с помощью объединения логической операцией ИЛИ нуля или более следующих значений:

Этот флаг включает флаг close-on-exec на созданном файловом дескрипторе события, то есть файловый дескриптор автоматически закрывается при execve(2). Установка флага close-on-exec при создании, а не в процессе работы с помощью fcntl(2), позволяет избежать потенциальной состязательности, когда вызывающая нить вызывает perf_event_open() и fcntl(2) одновременно с запуском другой нитью вызовов fork(2) и execve(2).
Этот флаг указывает событию игнорировать параметр group_fd, если не выполняется настройка перенаправления вывода с помощью флага PERF_FLAG_FD_OUTPUT.
Этот флаг переключает вывод измерений с буфера mmap в событие, указанное group_fd.
Этот флаг включает поконтейнерное системное слежение. Контейнер — это абстракция, которая изолирует набор ресурсов для их точного расходования (ЦП, память и т. п.). В этом режиме событие измеряется только, если нить выполняется в отслеживаемом ЦП, принадлежащем назначенному контейнеру (cgroup). Значение cgroup задаётся переданным файловым дескриптором, открываемом в его каталоге в файловой системе cgroupfs. Например, если отслеживаемая cgroup называется test, то файловый дескриптор для /dev/cgroup/test (предполагается, что cgroupfs смонтирована в /dev/cgroup) должен передаваться как параметр pid. Слежение за cgroup доступно только для системных событий и поэтому требуется дополнительных прав.

Структура perf_event_attr предоставляет подробную информацию о создаваемом событии.


struct perf_event_attr {
    __u32 type;                 /* Type of event */
    __u32 size;                 /* Size of attribute structure */
    __u64 config;               /* Type-specific configuration */
    union {
        __u64 sample_period;    /* Period of sampling */
        __u64 sample_freq;      /* Frequency of sampling */
    };
    __u64 sample_type;  /* Specifies values included in sample */
    __u64 read_format;  /* Specifies values returned in read */
    __u64 disabled       : 1,   /* off by default */
          inherit        : 1,   /* children inherit it */
          pinned         : 1,   /* must always be on PMU */
          exclusive      : 1,   /* only group on PMU */
          exclude_user   : 1,   /* don't count user */
          exclude_kernel : 1,   /* don't count kernel */
          exclude_hv     : 1,   /* don't count hypervisor */
          exclude_idle   : 1,   /* don't count when idle */
          mmap           : 1,   /* include mmap data */
          comm           : 1,   /* include comm data */
          freq           : 1,   /* use freq, not period */
          inherit_stat   : 1,   /* per task counts */
          enable_on_exec : 1,   /* next exec enables */
          task           : 1,   /* trace fork/exit */
          watermark      : 1,   /* wakeup_watermark */
          precise_ip     : 2,   /* skid constraint */
          mmap_data      : 1,   /* non-exec mmap data */
          sample_id_all  : 1,   /* sample_type all events */
          exclude_host   : 1,   /* don't count in host */
          exclude_guest  : 1,   /* don't count in guest */
          exclude_callchain_kernel : 1,
                                /* exclude kernel callchains */
          exclude_callchain_user   : 1,
                                /* exclude user callchains */
          mmap2          :  1,  /* include mmap with inode data */
          comm_exec      :  1,  /* flag comm events that are
                                   due to exec */
          use_clockid    :  1,  /* use clockid for time fields */
          context_switch :  1,  /* context switch data */
          write_backward :  1,  /* Write ring buffer from end
                                   to beginning */
          namespaces     :  1,  /* include namespaces data */
          ksymbol        :  1,  /* include ksymbol events */
          bpf_event      :  1,  /* include bpf events */
          aux_output     :  1,  /* generate AUX records
                                   instead of events */
          cgroup         :  1,  /* include cgroup events */
          text_poke      :  1,  /* include text poke events */
          build_id       :  1,  /* use build id in mmap2 events */
          inherit_thread :  1,  /* children only inherit */
                                /* if cloned with CLONE_THREAD */
          remove_on_exec :  1,  /* event is removed from task
                                   on exec */
          sigtrap        :  1,  /* send synchronous SIGTRAP
                                   on event */
          __reserved_1   : 26;
    union {
        __u32 wakeup_events;    /* wakeup every n events */
        __u32 wakeup_watermark; /* bytes before wakeup */
    };
    __u32     bp_type;          /* breakpoint type */
    union {
        __u64 bp_addr;          /* breakpoint address */
        __u64 kprobe_func;      /* for perf_kprobe */
        __u64 uprobe_path;      /* for perf_uprobe */
        __u64 config1;          /* extension of config */
    };
    union {
        __u64 bp_len;           /* breakpoint length */
        __u64 kprobe_addr;      /* with kprobe_func == NULL */
        __u64 probe_offset;     /* for perf_[k,u]probe */
        __u64 config2;          /* extension of config1 */
    };
    __u64 branch_sample_type;   /* enum perf_branch_sample_type */
    __u64 sample_regs_user;     /* user regs to dump on samples */
    __u32 sample_stack_user;    /* size of stack to dump on
                                   samples */
    __s32 clockid;              /* clock to use for time fields */
    __u64 sample_regs_intr;     /* regs to dump on samples */
    __u32 aux_watermark;        /* aux bytes before wakeup */
    __u16 sample_max_stack;     /* max frames in callchain */
    __u16 __reserved_2;         /* align to u64 */
    __u32 aux_sample_size;      /* max aux sample size */
    __u32 __reserved_3;         /* align to u64 */
    __u64 sig_data;             /* user data for sigtrap */
};

Описание полей структуры perf_event_attr:

В этом поле указывается общий тип события. Может быть одно из следующих значений:
Одно из «общих» аппаратных событий, предоставляется ядром. Подробней смотрите в описании поля config.
Одно из программных событий, предоставляется ядром (даже, если нет аппаратной поддержки).
Точка трассировки, предоставляется ядерной инфраструктурой точек трассировки.
Событие аппаратного кэша. Создаётся специальным кодированием, смотрите описание к полю config.
«Неструктурированное», определяемое реализацией событие из поля config.
Аппаратная точка останова, предоставляемая ЦП. Точки останова можно настроить на событие чтения/записи по адресу, а также на выполнение инструкции по определённому адресу.
динамический PMU
Начиная с Linux 2.6.38, perf_event_open() поддерживает несколько PMU. Чтобы задать используемый PMU, его указывают в значении type, экспортируемое ядром. Нужное значение можно найти в файловой системе sysfs: для каждого экземпляра PMU создаётся подкаталог в каталоге /sys/bus/event_source/devices. В каждом подкаталоге есть файл type, содержащий целое число, которое можно использовать в поле type. Например, в /sys/bus/event_source/devices/cpu/type содержится значение для PMU ядра ЦП, которое, обычно равно 4.
Эти два динамических PMU создают kprobe/uprobe и присоединяют к файловому дескриптору, сгенерованному perf_event_open. kprobe/uprobe будет уничтожен при уничтожении файлового дескриптора. Подробности смотрите в описании полей kprobe_func, uprobe_path, kprobe_addr и probe_offset.
Размер структуры perf_event_attr совместимости. Присвоение значения sizeof(struct perf_event_attr) позволяет ядру видеть размер структуры во время компиляции.
Соответствующее определение PERF_ATTR_SIZE_VER0 равно 64; это размер первой опубликованной структуры. Значение PERF_ATTR_SIZE_VER1 равно 72, соответствует добавленным в Linux 2.6.33 точкам останова. Значение PERF_ATTR_SIZE_VER2 равно 80, соответствует добавленным в Linux 3.4 ветвям замеров. Значение PERF_ATTR_SIZE_VER3 равно 96, соответствует добавленным в Linux 3.7 полям sample_regs_user и sample_stack_user. Значение PERF_ATTR_SIZE_VER4 равно 104, соответствует добавленному в Linux 3.19 полю sample_regs_intr. Значение PERF_ATTR_SIZE_VER5 равно 112, соответствует добавленному в in Linux 4.1 полю aux_watermark.
Здесь указывается требуемое событие в сочетании с полем type. Поля config1 и config2 также учитываются, если 64 бит недостаточно для полного описания события. Кодирование значения этих полей зависит от события.
Есть несколько способов присвоения значения полю config, которые зависят от значения описанного ранее поля type. Содержимое различных возможных настроек config выделяется по type.
Если type равно PERF_TYPE_HARDWARE, то измеряется одно из общих аппаратных событий ЦП. Не все из них доступны на всех платформах. В config может быть одно из следующих значений:
Общее количество циклов. Опасайтесь того, что происходит во время частотного масштабирования ЦП.
Запоздалые инструкции (retired instructions). Осторожно, могут влиять различные ситуации, в основном, подсчёт аппаратных прерываний.
Доступ к кэшу. Обычно, учитывается доступ к кэшу последнего уровня, но для различных ЦП может быть по-разному. Может включать сообщения о предварительной выборке и связности; опять же, зависит от ЦП.
Промахи кэша. Обычно, отражает промахи кэша последнего уровня; предназначена для использования вместе с событием PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES для подсчёта коэффициента промахов кэша.
Запоздалые инструкции ветвления. До Linux 2.6.35 использовалось неправильное сообщение на процессорах AMD.
Непредсказанные инструкции ветвления.
Количество циклов шины, которое может отличаться от общего количества циклов.
Блокировано циклов во время проблемы.
Блокировано циклов во время запаздывания.
Общее количество циклов; не подвержено влиянию частотного масштабирования ЦП.
Если значение type равно PERF_TYPE_SOFTWARE, то измеряются программные события, предоставляемые ядром. Значением config может быть одно из следующих:
Сообщить о часах ЦП, таймере высокого разрешения, работающем на каждом ЦП.
Сообщить о часах выполняющейся задачи.
Сообщить о количестве сбойных страниц.
Подсчёт числа переключений контекста. До Linux 2.6.34, это считалось событиями пользовательского пространства, теперь об этом сообщается как о происходящем в ядре.
Сообщить сколько раз процесс перемещался в другой ЦП.
Сообщить о количестве незначительных промахов страниц. Они не связаны с обработкой дисковых операций ввода-вывода.
Сообщить о количестве значительных промахов страниц. Они связаны с обработкой дисковых операций ввода-вывода.
Сообщить о количестве ошибок выравнивания. Они возникают, когда происходит доступ к памяти по невыровненному адресу; ядро может обработать такую ситуацию, но это снижает производительность. Бывает только на некоторых архитектурах (на x86 — никогда).
Сообщить о количестве ошибок эмуляции. Ядро иногда попадает в ловушки нереализованных инструкций и эмулирует их в пользовательском пространстве. Это может негативно отражаться на производительности.
Заместитель события, которое ничего не подсчитывает. This is a placeholder event that counts nothing. Информационные образцы типов записей, таких как mmap или comm, должны быть связаны с активным событием. Данное пустое событие позволяет собирать такие записи без необходимости в подсчитывающем событии.
This is used to generate raw sample data from BPF. BPF programs can write to this event using bpf_perf_event_output helper.
This counts context switches to a task in a different cgroup. In other words, if the next task is in the same cgroup, it won't count the switch.
Если type равно PERF_TYPE_TRACEPOINT, то измеряется точки трассировки ядра. Значение, используемое в config, можно получить из debugfs tracing/events/*/*/id, если ftrace включён в ядре.
Если type равно PERF_TYPE_HW_CACHE, то измеряется событие кэша аппаратного ЦП. Для вычисления соответствующего значения config используйте следующую формулу: 


config = (perf_hw_cache_id) |
         (perf_hw_cache_op_id << 8) |
         (perf_hw_cache_op_result_id << 16);

где perf_hw_cache_id одно из:

для измерения кэша данных 1-го уровня
для измерения кэша инструкций 1-го уровня
для измерения кэша последнего уровня
для измерения TLB данных
для измерения TLB инструкций
для измерения модуля предсказания ветвлений
для измерения доступа к локальной памяти

и perf_hw_cache_op_id одно из:

для доступа на чтение
для доступа на запись
для доступа предварительной выборки

и perf_hw_cache_op_result_id одно из:

для измерения доступа
для измерения промахов

Если type равно PERF_TYPE_RAW, то требуется пользовательское «неструктурированное» значение config. Большинство ЦП поддерживают события, которые не подпадают под «общие» события. Они определяются реализацией; смотрите руководство на ЦП (например, документацию Intel Volume 3B или AMD BIOS и руководство разработчика ядра). Для трансляции ожидаемых значений в этом поле шестнадцатеричных значений в perf_event_open() из имён справочников по архитектуре можно использовать библиотеку libpfm4.

Если type равно PERF_TYPE_BREAKPOINT, то присвойте config значение 0. Его параметры задаются в других местах.

Если type равно kprobe или uprobe, установите retprobe (бит 0 в config, смотрите /sys/bus/event_source/devices/[k,u]probe/format/retprobe) равным kretprobe/uretprobe. Дополнительную информацию смотрите в описании полей kprobe_func, uprobe_path, kprobe_addr и probe_offset.

Эти поля описывают kprobe/uprobe в динамических PMU kprobe и uprobe. Для kprobe: используйте kprobe_func и probe_offset, или используйте kprobe_addr и оставьте kprobe_func равным NULL. Для uprobe: используйте uprobe_path и probe_offset.
«Измеряющее» событие генерирует уведомление о переполнении каждые N событий, где N указывается в sample_period. У измеряющего события sample_period > 0. Если происходит переполнение, то запрашиваемые данные записываются в буфер mmap. В поле sample_type указывается какие данные записываются при каждом переполнении.
Если вы хотите использовать частоту, а не период, то можно использовать sample_freq. В этом случае установите флаг freq. Ядро откорректирует период измерений, чтобы попытаться достигнуть желаемой частоты. Частота измеряется в тактах таймера.
Различными битами этого поля определяется какие значения включать в измерение. Они будут записаны в кольцевой буфер, который доступен в пользовательском пространстве через mmap(2). Порядок сохраняемых значений описан в разделе «Разбивка MMAP» ниже; он не совпадает с порядком enum perf_event_sample_format.
Сохранять указатель инструкций.
Сохранять идентификатор процесса и нити.
Сохранять метку времени.
Сохранять адрес (если используется).
Сохранять значения счётчика для всех событий в группе, а не только для лидера группы.
Сохранять цепочку вызовов (обратная трассировка стека).
Сохранять уникальный идентификатор для открытых лидером группы событий.
Сохранять номер ЦП.
Сохранять текущий период измерения.
Сохранять уникальный идентификатор открытого события. В отличии от PERF_SAMPLE_ID возвращается реальный идентификатор, а не лидера группы. Этот же идентификатор возвращается PERF_FORMAT_ID.
Сохранять дополнительные данные, если есть. Обычно возвращаются для событий трассировки.
Сохранять запись о новых ветвях, предоставляемых аппаратурой ветвления ЦП (например, Intel Last Branch Record). Не каждая аппаратура поддерживает данную возможность.
В описании поля branch_sample_type показано как выбирать ветви, о которых нужно сообщать.
Записывать текущее состояние регистров ЦП на уровне пользователя (значения в процессе до вызова ядра).
Сохранять стек пользовательского уровня для размотки стека.
Сохранять данные аппаратуры, предоставляющие весовое значение, которое отражает насколько затратным было измеряемое событие. Это позволяет аппаратуре выявлять затратные события в профиле.
Сохранять источник данных: где в иерархии памяти находятся данные, связанные с измеряемое инструкцией. Доступно только, если поддерживается аппаратурой.
Помещать значение SAMPLE_ID в фиксированном месте записи, или в начале (для измеряемых событий) или в конце (для не измеряемого события).
Это было необходимо потому, что поток измерений может содержать записи из различных источников событий с различными параметрами sample_type. Корректный разбор потока событий невозможен, так как для формата записи необходимо найти SAMPLE_ID, но формат невозможно определить без значения какому измерению принадлежит событие (что вызывает циклическую зависимость).
Значение PERF_SAMPLE_IDENTIFIER делает поток всегда анализируемым, помещая SAMPLE_ID в фиксированное расположение, несмотря на уже имеющиеся значения SAMPLE_ID в записях.
Сохранять причины событий аварий транзакционной памяти (например, из поддержки транзакционной памяти Intel TSX).
Значение precise_ip должно быть больше 0 и должно измеряться событие аварии транзакционной памяти или значения не будут записаны. Также отметим, что некоторые измерения perf_event, такие как подсчёт числа циклов, могут приводить к дополнительным авариям (вызванным прерыванием во время транзакции).
Сохранять поднабор текущего состояния регистров ЦП, который определяется sample_regs_intr. В отличии от PERF_SAMPLE_REGS_USER будут возвращены значения регистров из состояния ядра, если произойдёт переполнение при выполнении кода ядра. Если ЦП аппаратно поддерживает измерение состояния регистра (PEBS в Intel x86) и precise_ip больше нуля, то возвращаются значения регистров, захваченных аппаратурой во время измерения запоздалой инструкции.
Records physical address of data like in PERF_SAMPLE_ADDR.
Records (perf_event) cgroup ID of the process. This corresponds to the id field in the PERF_RECORD_CGROUP event.
Records page size of data like in PERF_SAMPLE_ADDR.
Records page size of ip like in PERF_SAMPLE_IP.
Records hardware provided weight values like in PERF_SAMPLE_WEIGHT, but it can represent multiple values in a struct. This shares the same space as PERF_SAMPLE_WEIGHT, so users can apply either of those, not both. It has the following format and the meaning of each field is dependent on the hardware implementation.


union perf_sample_weight {
    u64  full;           /* PERF_SAMPLE_WEIGHT */
    struct {             /* PERF_SAMPLE_WEIGHT_STRUCT */
        u32  var1_dw;
        u16  var2_w;
        u16  var3_w;
    };
};
В этом поле задаётся формат данных, возвращаемых read(2) из файлового дескриптора perf_event_open().
Добавлять 64-битное поле time_enabled. Его можно использовать для вычисления общей оценки, если PMU слишком загружено и возникло мультиплексирование.
Добавлять 64-битное поле time_running. Его можно использовать для вычисления общей оценки, если PMU слишком загружено и возникло мультиплексирование.
Добавлять 64-битное уникальное значение, которое соответствует группе событий.
Позволить все значения счётчиков в группе событий читать за один проход.
Adds a 64-bit value that is the number of lost samples for this event. This would be only meaningful when sample_period or sample_freq is set.
Битом disabled определяется, будет ли счётчик изначально включен или выключен. Если выключен, то событие может быть включено позже с помощью ioctl(2), prctl(2) или enable_on_exec.
Обычно, при создании группы событий значение disabled лидера группы устанавливается в 1, а у любого дочернего события disabled устанавливается в 0. Несмотря на disabled равное 0, дочерние события не запускаются до тех пор, пока не включится лидер группы.
Битом inherit задаётся, должен ли этот счётчик событий считать события дочерних задач, кроме указанной задачи. Это применяется только к новым потомкам, а не к существующим на момент создания счётчика (и не к новым потомкам существующих потомков).
Наследование не работает с некоторыми комбинациями значений read_format, например с PERF_FORMAT_GROUP.
Битом pinned определяется, что счётчик должен всегда быть на ЦП, если это возможно. Применяется только к аппаратным счётчикам и только для лидеров группы. Если прикреплённый счётчик невозможно поместить на ЦП (например, потому что кончились аппаратные счётчики или возник конфликт с другим событием), то счётчик переводится в состояние «ошибки», в котором чтение возвращает конец файла (т. е., read(2) возвращает 0) до тех пор, пока счётчик не будет включен или выключен.
Битом exclusive определяется, что когда эта группа счётчиков на ЦП, то должна быть только одна группа использующая счётчики ЦП. В будущем, это может позволить следящим программам поддерживать возможности PMU, необходимые для автономной работы без нарушения других аппаратных счётчиков.
Заметим, что многие неожиданные ситуации могут не позволить событиям с битом exclusive даже выполниться. К ним относятся выполнение любых пользовательских системных измерений, а также использование ядром счётчиков производительности (включая обычно включённый интерфейс NMI Watchdog Timer).
Если этот бит установлен, то счётчик не учитывает события, происходящие в пользовательском пространстве.
Если этот бит установлен, то счётчик не учитывает события, происходящие в пространстве ядра.
Если этот бит установлен, то счётчик не учитывает события, происходящие в гипервизоре. В основном для PMU, имеющего для этого возможности (такие как POWER). На большинстве машин необходима дополнительная поддержка для измерений гипервизора.
Если установлен, то счётчик не учитывает когда ЦП выполняет задачу простоя. Хотя сейчас вы и можете включить его для любого типа события, он игнорируется во всех кроме программных событий.
Бит mmap включает генерацию измерений PERF_RECORD_MMAP для каждого вызова mmap(2) с установленными битом PROT_EXEC. Это позволяет инструментам замечать новый исполняемый код, отображённый в программу (например, общие динамические библиотеки) так, чтобы адреса можно было отобразить обратно в первоначальный код.
Битом comm включается слежение за именем команды процесса, изменяемого системными вызовами execve(2) и prctl(PR_SET_NAME), а также через запись в /proc/self/comm. Если флаг comm_exec также установлен (работает, начиная с Linux 3.16), то можно использовать вспомогательный флаг PERF_RECORD_MISC_COMM_EXEC, чтобы отличить использование execve(2) от остальных.
Если этот бит установлен, то задания интервала измерения используется sample_frequency, а не sample_period.
Этот бит включает сохранение счётчика событий при переключении контекста для наследуемых задач. Это полезно только, если установлен бит inherit.
Если этот бит установлен, то счётчик автоматически включается после вызова execve(2).
Если этот бит установлен, то в кольцевой буфер включаются уведомления fork/exit.
Если установлен, то выдаётся уведомление о переполнении при пересечении границы wakeup_watermark. В противном случае, уведомления о переполнении выдаются после wakeup_events измерений.
Управляет размером ската (skid). Скат — количество инструкций, выполняемое между возникновением интересующего события и когда ядро способно остановиться и записать событие. Чем меньше скат тем лучше: это приближает события к инструкциям, от которых они возникли, но часто значение ограничивается аппаратурой.
Возможными значениями этого поля могут быть:
0
SAMPLE_IP может иметь произвольный скат.
1
SAMPLE_IP должен иметь постоянный скат.
2
SAMPLE_IP запрашивает нулевой скат.
3
Значение SAMPLE_IP должно иметь 0 скат (skid). Смотрите также описание I в PERF_RECORD_MISC_EXACT_IP().
Противоположно полю mmap. Включает генерацию измерений PERF_RECORD_MMAP для вызовов mmap(2), у которых не установлен бит PROT_EXEC (например, у данных и общей памяти SysV).
Если установлен, то TID, TIME, ID, STREAM_ID и ЦП могут дополнительно включаться в не-PERF_RECORD_SAMPLE, если выбран соответствующий sample_type.
Если указан PERF_SAMPLE_IDENTIFIER, то дополнительно включается значение ID в качестве последнего значения для облегчения разбора потока записей. Это может привести к появлению значения id дважды.
Состав описывается следующей псевдо-структурой:

struct sample_id {
    { u32 pid, tid; } /* если есть PERF_SAMPLE_TID */
    { u64 time;     } /* если есть PERF_SAMPLE_TIME */
    { u64 id;       } /* если есть PERF_SAMPLE_ID */
    { u64 stream_id;} /* если есть PERF_SAMPLE_STREAM_ID */
    { u32 cpu, res; } /* если есть PERF_SAMPLE_CPU */
    { u64 id;       } /* если есть PERF_SAMPLE_IDENTIFIER */
};

При проведении измерений, которые включают процессы, запускающие экземпляры VM (т. е. выполняют I ioctl(2) KVM_RUN), измеряются только события, возникающие внутри гостевого экземпляра. Имеет смысл только вне гостевых машин; эта настройка не изменяет счётчики, собираемые внутри гостей. В настоящее время работает только на x86.
При проведении измерений, которые включают процессы, запускающие экземпляры VM (т. е. выполняют I ioctl(2) KVM_RUN), не измеряются события, возникающие внутри гостевого экземпляра. Имеет смысл только вне гостевых машин; эта настройка не изменяет счётчики, собираемые внутри гостей. В настоящее время работает только на x86.
Не включать цепочку вызовов ядра.
Не включать цепочку вызовов пользовательского пространства.
Генерировать расширенную запись выполняемого mmap, которая содержит дополнительную информацию, достаточную для определения уникальности общих отображений. Для работы также требуется установить флаг mmap.
Флаг определения свойств, не изменяет поведение ядра. Если флаг установлен, то когда включён comm, будет устанавливаться флаг PERF_RECORD_MISC_COMM_EXEC в поле misc заголовка записи comm, если сообщается о событии переименования, вызванного вызовом execve(2). Это позволяет инструментам различать различные тип переименования процесса.
Через clockid позволяет выбрать внутренние часы Linux, используемые для генерации меток времени. Это может облегчить соответствие времён измерений с метками времени, сгенерированными другими инструментами.
Включает генерацию записей PERF_RECORD_SWITCH при переключении контекста. Также включает генерацию записей PERF_RECORD_SWITCH_CPU_WIDE при измерении в режиме CPU-wide. Данная возможность дополняет существующие точки трассировки и программные события для измерения переключений контекста. Преимущество этого метода в том, что он даёт полную информацию даже при ограничительных настройках perf_event_paranoid.
This causes the ring buffer to be written from the end to the beginning. This is to support reading from overwritable ring buffer.
This enables the generation of PERF_RECORD_NAMESPACES records when a task enters a new namespace. Each namespace has a combination of device and inode numbers.
This enables the generation of PERF_RECORD_KSYMBOL records when new kernel symbols are registered or unregistered. This is analyzing dynamic kernel functions like eBPF.
This enables the generation of PERF_RECORD_BPF_EVENT records when an eBPF program is loaded or unloaded.
This allows normal (non-AUX) events to generate data for AUX events if the hardware supports it.
This enables the generation of PERF_RECORD_CGROUP records when a new cgroup is created (and activated).
This enables the generation of PERF_RECORD_TEXT_POKE records when there's a change to the kernel text (i.e., self-modifying code).
This changes the contents in the PERF_RECORD_MMAP2 to have a build-id instead of device and inode numbers.
This disables the inheritance of the event to a child process. Only new threads in the same process (which is cloned with CLONE_THREAD) will inherit the event.
This closes the event when it starts a new process image by execve(2).
This enables synchronous signal delivery of SIGTRAP on event overflow.
Это объединение задаёт как много измерений (wakeup_events) или байт (wakeup_watermark) должно произойти до уведомления о переполнении. Используемое поле выбирается битом флага watermark.
В wakeup_events подсчитываются только записи с типом PERF_RECORD_SAMPLE. Для приёма уведомления о переполнении всех типов PERF_RECORD выберите watermark и присвойте wakeup_watermark значение 1.
До Linux 3.0 установка wakeup_events в 0 приводила к выключению уведомления о переполнении; новые ядра считают 0 как 1.
Задаёт тип точки останова. Может быть:
Нет точки останова.
Считать, когда выполняется чтение из определённого места памяти.
Считать, когда выполняется запись в определённое место памяти.
Считать, когда выполняется чтение или запись в определённое место памяти.
Считать, когда выполняется код из определённого места памяти.

Значения можно побитово объединять, но комбинация HW_BREAKPOINT_R или HW_BREAKPOINT_W с HW_BREAKPOINT_X недопустима.

Адрес точки останова. Для точек останова выполнения это адрес памяти интересующей инструкции; для точек останова чтения и записи это адрес памяти интересующего расположения в памяти.
Значение config1 используется для задания событий, которым нужен дополнительный регистр или не хватает обычного поля config. Это поле используется в Linux 3.3 и новее для неструктурированного OFFCORE_EVENTS на архитектурах Nehalem/Westmere/SandyBridge.
В bp_len содержится длина точки измеряемой останова, если значение type равно PERF_TYPE_BREAKPOINT. Можно указывать HW_BREAKPOINT_LEN_1, HW_BREAKPOINT_LEN_2, HW_BREAKPOINT_LEN_4 и HW_BREAKPOINT_LEN_8. Для точки останова выполнения присвойте sizeof(long).
Поле config2 — дальнейшее расширение поля config1.
Если установлен PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK, то ветви будут включаться в запись ветви.
В первой части значения задаётся уровень привилегий, который может быть комбинацией одного из показанных ниже значений. Если пользователь явно не задал уровень привилегий, то ядро будет использовать уровень привилегий события. Событие и уровни привилегий ветви не совпадают.
Цель ветвления в пользовательском пространстве
Цель ветвления в пространстве ядра
Цель ветвления в гипервизоре.
Подходящее значение состоит из трёх предшествующих значений объединённых OR.

В дополнении к значению привилегий, должно быть указано как минимум, одно из следующих:

Любой тип ветвления.
Любое ветвление (прямые вызовы, косвенные вызовы и дальние переходы).
Косвенные вызовы.
Прямые вызовы.
Любой возврат из ветвления.
Косвенные прыжки.
Ветвления по условию.
Аварии транзакционной памяти.
Ветвление в транзакции транзакционной памяти.
Ветвление не транзакции транзакционной памяти. PERF_SAMPLE_BRANCH_CALL_STACK (начиная с Linux 4.1) Ветвление это часть аппаратно создаваемого стека вызовов. Требует аппаратной поддержки, в настоящее время работает только на Intel x86 Haswell и новее.
Данной битовой маской задаётся набор битов пользовательских регистров ЦП, которые сохраняются в измерениях. Значения битов в битовой маске зависят от архитектуры и описаны в заголовочном файле ядра arch/ARCH/include/uapi/asm/perf_regs.h.
Задаёт размер сохраняемого пользовательского стека, если указан PERF_SAMPLE_STACK_USER.
Если установлен use_clockid, то этим полем выбирается внутренний таймер Linux, используемый для меток времени.Доступные таймеры определены в linux/time.h; в настоящее время поддерживаются CLOCK_MONOTONIC, CLOCK_MONOTONIC_RAW, CLOCK_REALTIME, CLOCK_BOOTTIME и CLOCK_TAI.
Определяет какое количество данных требуется для запуска измерения PERF_RECORD_AUX.
Если sample_type содержит PERF_SAMPLE_CALLCHAIN, то в этом поле задаётся количество выводимых кадров стека при генерации цепочки вызовов.
When PERF_SAMPLE_AUX flag is set, specify the desired size of AUX data. Note that it can get smaller data than the specified size.
This data will be copied to user's signal handler (through si_perf in the siginfo_t) to disambiguate which event triggered the signal.

Чтение результатов

После открытия файлового дескриптора с помощью perf_event_open(), значения событий доступны на чтение. События задаются вв поле read_format структуры attr в момент открытия.

Если вы попытаетесь выполнить чтение в буфер недостаточного размера, то результатом будет ошибка ENOSPC.

Вот компоновка данных, возвращаемых чтением:

•
Если указан PERF_FORMAT_GROUP для разрешения чтения всех событий в группе за раз:

struct read_format {
    u64 nr;            /* The number of events */
    u64 time_enabled;  /* if PERF_FORMAT_TOTAL_TIME_ENABLED */
    u64 time_running;  /* if PERF_FORMAT_TOTAL_TIME_RUNNING */
    struct {
        u64 value;     /* The value of the event */
        u64 id;        /* if PERF_FORMAT_ID */
        u64 lost;      /* if PERF_FORMAT_LOST */
    } values[nr];
};

•
Если PERF_FORMAT_GROUP не указан:

struct read_format {
    u64 value;         /* The value of the event */
    u64 time_enabled;  /* if PERF_FORMAT_TOTAL_TIME_ENABLED */
    u64 time_running;  /* if PERF_FORMAT_TOTAL_TIME_RUNNING */
    u64 id;            /* if PERF_FORMAT_ID */
    u64 lost;          /* if PERF_FORMAT_LOST */
};

Значения полей:

Количество событий в этом файловом дескрипторе. Доступно только, если указан PERF_FORMAT_GROUP.
Полное время события с момента включения и выполнения. Обычно, эти значения одинаковы. Если событий больше, чем доступно счётчиков слотов в PMU, то возникает мультиплексирование. В этом случае события выполняются только часть времени и значения time_enabled и time running можно использовать для градации рассчитанного значения в счётчике.
Целое беззнаковое 64-битное значение, содержащее счётчик-результат.
Глобально уникальное значение данного события; присутствует только, если в read_format указан PERF_FORMAT_ID.
The number of lost samples of this event; only present if PERF_FORMAT_LOST was specified in read_format.

Разбивка MMAP

При использовании perf_event_open() в режиме измерений, асинхронные события (такие как переполнение счётчика или слежение за PROT_EXEC mmap) протоколируются в кольцевой буфер. Этот кольцевой буфер создаётся и доступен через mmap(2).

The mmap size should be 1+2^n pages, where the first page is a metadata page (struct perf_event_mmap_page) that contains various bits of information such as where the ring-buffer head is.

Before Linux 2.6.39, there is a bug that means you must allocate an mmap ring buffer when sampling even if you do not plan to access it.

Структура первой страницы метаданных mmap:


struct perf_event_mmap_page {
    __u32 version;        /* version number of this structure */
    __u32 compat_version; /* lowest version this is compat with */
    __u32 lock;           /* seqlock for synchronization */
    __u32 index;          /* hardware counter identifier */
    __s64 offset;         /* add to hardware counter value */
    __u64 time_enabled;   /* time event active */
    __u64 time_running;   /* time event on CPU */
    union {
        __u64   capabilities;
        struct {
            __u64 cap_usr_time / cap_usr_rdpmc / cap_bit0 : 1,
                  cap_bit0_is_deprecated : 1,
                  cap_user_rdpmc         : 1,
                  cap_user_time          : 1,
                  cap_user_time_zero     : 1,
        };
    };
    __u16 pmc_width;
    __u16 time_shift;
    __u32 time_mult;
    __u64 time_offset;
    __u64 __reserved[120];   /* Pad to 1 k */
    __u64 data_head;         /* head in the data section */
    __u64 data_tail;         /* user-space written tail */
    __u64 data_offset;       /* where the buffer starts */
    __u64 data_size;         /* data buffer size */
    __u64 aux_head;
    __u64 aux_tail;
    __u64 aux_offset;
    __u64 aux_size;
}

В следующем списке поля структуры perf_event_mmap_page описаны более подробно:

Номер версии этой структуры.
Наименьший номер версии, совместимой с данной структурой.
Значение seqlock для синхронизации.
Уникальный идентификатор аппаратного счётчика.
При использовании rdpmc для чтения это значение смещения должно добавляться к возвращаемому rdpmc для получения текущего общего количества событий.
Время активности события.
Время выполнения события.
С Linux 3.4 по Linux 3.11 был дефект в определении cap_usr_time и cap_usr_rdpmc. В обоих биты указывали на одно место, поэтому было невозможно узнать что на самом деле установлено: cap_usr_time или cap_usr_rdpmc.
Начиная с Linux 3.12, они были переименованы в cap_bit0 и вместо них вы должны использовать поля cap_user_time и cap_user_rdpmc.
Если установлен, то этот бит показывает, что ядро поддерживает правильно разделённые биты cap_user_time и cap_user_rdpmc.
Если не установлен, то это означает используется старое ядро, в котором cap_usr_time и cap_usr_rdpmc отражают один и тот же бит, и оба свойства нужно использовать с осторожностью.
Если есть аппаратная поддержка чтения счётчиков производительности из пользовательского пространства без системного вызова (инструкция «rdpmc» в x86), то для чтения можно использовать следующий код:

u32 seq, time_mult, time_shift, idx, width;
u64 count, enabled, running;
u64 cyc, time_offset;
do {
    seq = pc->lock;
    barrier();
    enabled = pc->time_enabled;
    running = pc->time_running;
    if (pc->cap_usr_time && enabled != running) {
        cyc = rdtsc();
        time_offset = pc->time_offset;
        time_mult   = pc->time_mult;
        time_shift  = pc->time_shift;
    }
    idx = pc->index;
    count = pc->offset;
    if (pc->cap_usr_rdpmc && idx) {
        width = pc->pmc_width;
        count += rdpmc(idx - 1);
    }
    barrier();
} while (pc->lock != seq);

Этот бит указывает на наличие аппаратного, неизменяемого, неостанавливаемого счётчика временных меток (TSC на x86).
Указывает на наличие time_zero, который позволяет отображать значения временных меток в аппаратные часы.
Если установлен cap_usr_rdpmc, то это поле предоставляет ширину (в битах) значения, считываемого с помощью rdpmc или эквивалентной инструкции. Может использоваться для расширения знаком:

pmc <<= 64 - pmc_width;
pmc >>= 64 - pmc_width; // сдвиг знака вправо
count += pmc;

Если установлен cap_usr_time, то эти поля можно использоваться для вычисления разницы времени, начиная с time_enabled (в наносекундах) с помощью rdtsc или подобной инструкции.

u64 quot, rem;
u64 delta;
quot  = cyc >> time_shift;
rem   = cyc & (((u64)1 << time_shift) - 1);
delta = time_offset + quot * time_mult +
        ((rem * time_mult) >> time_shift);

Где time_offset, time_mult, time_shift и cyc читаются в цикле seqcount, описанном выше. Затем эта разница может быть добавлена для включения и, возможно, запуска (если idx) для улучшения масштабирования:

enabled += delta;
if (idx)
    running += delta;
quot  = count / running;
rem   = count % running;
count = quot * enabled + (rem * enabled) / running;

Если установлен cap_usr_time_zero, то аппаратные часы (счётчик временных меток TSC на x86) могут быть вычислены из значений time_zero, time_mult и time_shift:

time = timestamp - time_zero;
quot = time / time_mult;
rem  = time % time_mult;
cyc  = (quot << time_shift) + (rem << time_shift) / time_mult;

И наоборот:

quot = cyc >> time_shift;
rem  = cyc & (((u64)1 << time_shift) - 1);
timestamp = time_zero + quot * time_mult +
            ((rem * time_mult) >> time_shift);

Указывает на начало секции данных. Значение непрерывно увеличивается, но не возвращается в начало. Перед доступом к образцам его нужно возвращать в начало вручную — на размер буфера mmap.
На платформах с SMP после чтения значения data_head из пользовательского пространства нужно вызвать функцию rmb().
Если отображение PROT_WRITE, то значение data_tail будет записываться из пользовательского пространства для отражения последних прочитанных данных. В этом случае ядро не перезаписывает непрочитанные данные.
Содержит смещение расположения начала данных образца perf в буфере mmap.
Содержит размер области образца perf в буфере mmap.
The AUX region allows mmap(2)-ing a separate sample buffer for high-bandwidth data streams (separate from the main perf sample buffer). An example of a high-bandwidth stream is instruction tracing support, as is found in newer Intel processors.
Для задания области AUX, сначала задайте aux_offset со смещением больше чем data_offset+data_size, а в aux_size нужно указать желаемых размер буфера. Желаемое смещение и размер должны быть выровнены по границе страницы, и размер должен быть степенью двойки. Затем эти значения передаются в mmap для отображения буфера AUX. Страницы буфера AUX учитываются в ограничении ресурса RLIMIT_MEMLOCK (смотрите setrlimit(2)), а также проходят допустимость perf_event_mlock_kb.
По умолчанию буфер AUX будет обрезан, если он не вмещается в доступное пространство кольцевого буфера. Если буфер AUX отображается только для чтения, то он будет работать в режиме кольцевого буфера, где старые данные перезаписываются новыми. В режиме перезаписи нельзя угадать место начала новых данных, и задачей потребителя становится отключение измерения для избежания возможной состязательности по данным.
Указатели кольцевого буфера aux_head и aux_tail работают и подчиняются тем же правилам, которые описаны выше для data_head и data_tail.

Далее приводится раскладка страниц кольцевого буфера размером 2^n.

Если установлен perf_event_attr.sample_id_all, то все типы событий будут иметь выбранные поля sample_type, относящиеся к где/когда (отличительность) происходило событие (TID, TIME, ID, CPU, STREAM_ID), описанные в PERF_RECORD_SAMPLE ниже; они будут спрятаны за perf_event_header и уже имеющимися полями, то есть в записываться в конец полезных данных. Это позволяет читать новый файл perf.data старыми инструментами perf, игнорируя новые необязательные поля.

Значения mmap начинаются с заголовка:


struct perf_event_header {
    __u32   type;
    __u16   misc;
    __u16   size;
};

Далее мы опишем поля perf_event_header более подробно. Для простоты поля с короткими описаниями показаны первыми.

Показывает размер записи.
В поле misc содержится дополнительная информация об образце.
По этому значению можно определить режим ЦП, наложив на него маску PERF_RECORD_MISC_CPUMODE_MASK и одно из следующих значений (заметим, что это не битовые маски, можно указывать только одно значение за раз):
Неизвестный режим ЦП.
Образец возник в ядре.
Образец возник в пользовательском коде.
Образец возник в гипервизоре.
Образец возник в гостевом ядре.
Образец возник в гостевом пользовательском коде.
Так как следующие три состояния сгенерированы различными типами записей, то они указывают на один и тот же бит:
Устанавливается, когда отображение не выполняемое; в противном случае отображение выполняемое.
Устанавливается для записи PERF_RECORD_COMM в ядрах новее версии Linux 3.16, если имя процесса изменено системным вызовом execve(2).
При генерации записи PERF_RECORD_SWITCH или PERF_RECORD_SWITCH_CPU_WIDE этот бит показывает, что переключение контекста происходило из текущего процесса (а не в текущий процесс).
Также могут устанавливаться следующие биты:
Показывает, что содержимое PERF_SAMPLE_IP указывает на актуальную инструкцию, из-за которой произошло событие. Смотрите также perf_event_attr.precise_ip.
When a PERF_RECORD_SWITCH or PERF_RECORD_SWITCH_CPU_WIDE record is generated, this indicates the context switch was a preemption.
This indicates that the content of PERF_SAMPLE_MMAP2 contains build-ID data instead of device major and minor numbers as well as the inode number.
Показывает, что доступны расширенные данные (пока не используется).
This bit is not set by the kernel. It is reserved for the user-space perf utility to indicate that /proc/pid/maps parsing was taking too long and was stopped, and thus the mmap records may be truncated.
Значение type — одно из представленных ниже. Значения в соответствующей записи (следующие за заголовком) зависят от выбранного type как описано.
События MMAP записывают отображения PROT_EXEC так, чтобы можно было соотнести IP пользовательского пространства с кодом. Они имеют следующую структуру:

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid, tid;
    u64    addr;
    u64    len;
    u64    pgoff;
    char   filename[];
};

идентификатор процесса.
идентификатор нити.
адрес выделенной памяти. В len указывается длина выделенной памяти. В pgoff указывается смещение страницы выделенной памяти. В filename указывается строка, описывающая выделенную память.
Эта запись указывает на потерю событий.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    id;
    u64    lost;
    struct sample_id sample_id;
};

уникальный ID события утерянных образцов.
количество потерянных событий.
Эта запись указывает на изменение имени процесса.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid;
    u32    tid;
    char   comm[];
    struct sample_id sample_id;
};

идентификатор процесса.
идентификатор нити.
строка, содержащая новое имя процесса.
Эта запись указывает на событие выхода процесса.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid, ppid;
    u32    tid, ptid;
    u64    time;
    struct sample_id sample_id;
};

Эта запись указывает на событие включения/выключения регулировки (throttle).

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    time;
    u64    id;
    u64    stream_id;
    struct sample_id sample_id;
};

Эта запись указывает на событие порождения (fork) процесса.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid, ppid;
    u32    tid, ptid;
    u64    time;
    struct sample_id sample_id;
};

Эта запись указывает на событие чтения.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid, tid;
    struct read_format values;
    struct sample_id sample_id;
};

Эта запись указывает на образец.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    sample_id;   /* if PERF_SAMPLE_IDENTIFIER */
    u64    ip;          /* if PERF_SAMPLE_IP */
    u32    pid, tid;    /* if PERF_SAMPLE_TID */
    u64    time;        /* if PERF_SAMPLE_TIME */
    u64    addr;        /* if PERF_SAMPLE_ADDR */
    u64    id;          /* if PERF_SAMPLE_ID */
    u64    stream_id;   /* if PERF_SAMPLE_STREAM_ID */
    u32    cpu, res;    /* if PERF_SAMPLE_CPU */
    u64    period;      /* if PERF_SAMPLE_PERIOD */
    struct read_format v;
                        /* if PERF_SAMPLE_READ */
    u64    nr;          /* if PERF_SAMPLE_CALLCHAIN */
    u64    ips[nr];     /* if PERF_SAMPLE_CALLCHAIN */
    u32    size;        /* if PERF_SAMPLE_RAW */
    char   data[size];  /* if PERF_SAMPLE_RAW */
    u64    bnr;         /* if PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK */
    struct perf_branch_entry lbr[bnr];
                        /* if PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK */
    u64    abi;         /* if PERF_SAMPLE_REGS_USER */
    u64    regs[weight(mask)];
                        /* if PERF_SAMPLE_REGS_USER */
    u64    size;        /* if PERF_SAMPLE_STACK_USER */
    char   data[size];  /* if PERF_SAMPLE_STACK_USER */
    u64    dyn_size;    /* if PERF_SAMPLE_STACK_USER &&
                           size != 0 */
    union perf_sample_weight weight;
                        /* if PERF_SAMPLE_WEIGHT */
                        /* || PERF_SAMPLE_WEIGHT_STRUCT */
    u64    data_src;    /* if PERF_SAMPLE_DATA_SRC */
    u64    transaction; /* if PERF_SAMPLE_TRANSACTION */
    u64    abi;         /* if PERF_SAMPLE_REGS_INTR */
    u64    regs[weight(mask)];
                        /* if PERF_SAMPLE_REGS_INTR */
    u64    phys_addr;   /* if PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR */
    u64    cgroup;      /* if PERF_SAMPLE_CGROUP */
    u64    data_page_size;
                      /* if PERF_SAMPLE_DATA_PAGE_SIZE */
    u64    code_page_size;
                      /* if PERF_SAMPLE_CODE_PAGE_SIZE */
    u64    size;        /* if PERF_SAMPLE_AUX */
    char   data[size];  /* if PERF_SAMPLE_AUX */
};

Если включён PERF_SAMPLE_IDENTIFIER, то добавляется уникальный 64-битный идентификатор. Это дубль значения id при PERF_SAMPLE_ID, но добавляется в начало образца, для простоты получения значения анализаторами.
Если включён PERF_SAMPLE_IP, то добавляется значение 64-битного указателя инструкции.
Если включён PERF_SAMPLE_TID, то добавляется 32-битный идентификатор процесс и 32-битный идентификатор нити.
Если включён PERF_SAMPLE_TIME, то добавляется 64-битная метка времени. Она получается из local_clock(), которая возвращает, если возможно, аппаратную метку времени или количество мигов, если нет.
Если включён PERF_SAMPLE_ADDR, то добавляется 64-битный адрес. Обычно, это адрес точки трассировки, останова или программного события; в противном случае 0.
Если включён PERF_SAMPLE_ID, то добавляется 64-битный уникальный идентификатор. Если события является членом группы событий, то возвращается идентификатор лидера группы. Этот идентификатор одинаков со значением, возвращаемым при PERF_FORMAT_ID.
Если включён PERF_SAMPLE_STREAM_ID, то добавляется 64-битный уникальный идентификатор. В отличии от PERF_SAMPLE_ID возвращается реальный идентификатор, а не лидера группы. Этот же идентификатор возвращается при PERF_FORMAT_ID.
Если включён PERF_SAMPLE_CPU, здесь хранится 32-битное значение, показывающее, какой использовался ЦП, а также зарезервированное (неиспользуемое) 32-битное значение.
Если включён PERF_SAMPLE_PERIOD, то записывается 64-битное значение, отражающее период выборки.
Если включён PERF_SAMPLE_READ, то добавляется структура read_format, которая содержит значения для всех событий группы событий. Добавляемые значения зависят от значения read_format, использованного во время perf_event_open().
Если включён PERF_SAMPLE_CALLCHAIN, то добавляется 64-битный номер, показывающий сколько далее следует 64-битных указателей инструкций. Это относится к текущей цепочке вызовов.
Если включён PERF_SAMPLE_RAW, то добавляется 32-битное значение, показывающее размер размещённого далее массива 8-битных значений. Значения дополняются нулями до 64-битного.
Это неструктурированные записи с данными, скрытыми программным интерфейсом. Не гарантируется неизменность их структуры в будущем, она может зависеть от события, аппаратного обеспечения и версии ядра.
Если включён PERF_SAMPLE_BRANCH_STACK, то добавляется 64-битное значение, показывающее количество записей, следующих за структурами bnr perf_branch_entry, каждая из которых содержит следующие поля:
Источник инструкции (может быть не ветвление).
Цель ветвления.
Цель ветвления предсказана ошибочно.
Цель ветвления предсказана.
Ветвление возникло в транзакции транзакционной памяти.
Ветвление возникло в аварийной транзакции транзакционной памяти.
Количество циклов, прошедших с предыдущего обновления стека ветви.

Элементы располагаются от новых к старым, таким образом, первый указывает на самое новое ветвление.

Поддержка mispred, predicted и cycles необязательна; если отсутствует, то значения будут равны 0.

Тип сохранённых ветвлений указывается в поле branch_sample_type.

Если включён PERF_SAMPLE_REGS_USER, то сохраняются пользовательские регистры ЦП.
Значением поля abi может быть PERF_SAMPLE_REGS_ABI_NONE, PERF_SAMPLE_REGS_ABI_32 или PERF_SAMPLE_REGS_ABI_64.
В regs хранится массив регистров ЦП, которые были перечислены в поле sample_regs_user. Количество значений определяется количеством бит, установленных в битовой маске sample_regs_user.
Если включён PERF_SAMPLE_STACK_USER, то сохраняется пользовательский стек. Он может использоваться для генерации стека обратных вызовов. Значение size — размер, запрашиваемый пользователем для sample_stack_user или максимальное значение записи. Значение data — данные стека (неструктурированная копия памяти, на которую указывает указатель стека во время взятия образца). Значение dyn_size — количество данных, которые были записаны (может быть меньше size). Заметим, что dyn_size пропускается, если size равно 0.
If PERF_SAMPLE_WEIGHT or PERF_SAMPLE_WEIGHT_STRUCT is enabled, then a 64-bit value provided by the hardware is recorded that indicates how costly the event was. This allows expensive events to stand out more clearly in profiles.
Если включён PERF_SAMPLE_DATA_SRC, то сохраняется 64-битное значение, состоящее из следующих полей:
Тип кода операции, битовая комбинация из следующих значений:
Недоступен
Инструкция загрузки
Инструкция сохранения
Предварительная выборка
Исполняемый код
Попадание или промах по уровням иерархии памяти, побитовая комбинация следующего, сдвинутого влево на PERF_MEM_LVL_SHIFT:
Недоступен
Попадание
Промах
Кэш 1 уровня
Построчно заполняемый буфер
Кэш 2 уровня
Кэш 3 уровня
Локальная оперативная память
Удалённая на 1 скачок оперативная память
Удалённая на 2 скачка оперативная память
Удалённый на 1 скачок кэш
Удалённый на 2 скачка кэш
Память ввода-вывода
Некэшируемая память
Режим подглядывания (snoop mode), побитовая комбинация следующего, сдвинутого влево на PERF_MEM_SNOOP_SHIFT:
Недоступен
Нет подглядывания
Срабатывание подглядывания
Промах подглядывания
Срабатывание подглядывания изменено
Инструкция блокировки, побитовая комбинация следующего, сдвинутого влево на PERF_MEM_LOCK_SHIFT:
Недоступен
Заблокированная транзакция
Попадание или промах доступа к TLB, побитовая комбинация следующего, сдвинутого влево на PERF_MEM_TLB_SHIFT:
Недоступен
Попадание
Промах
1 уровень TLB
2 уровень TLB
Обходчик оборудования
Обработчик ошибок ОС
Если установлен флаг PERF_SAMPLE_TRANSACTION, то записывается 64-битное поле, описывающее источники аварий транзакционной памяти.
Данное поле является побитовым объединением следующих значений:
Авария из-за транзакции пропущенного типа (только для ЦП Intel).
Авария из-за общей транзакции.
Синхронная авария (относится к сообщению об инструкции).
Асинхронная авария (не относится к сообщению об инструкции).
Повторяемая авария (повтор транзакции может привести к успешному выполнению).
Авария из-за конфликта памяти между нитями.
Авария из-за переполнения объёма при записи.
Авария из-за переполнения объёма при чтении.
Также, можно получить указанный пользователем код аварии, если сдвинуть 32 бита поля вправо на PERF_TXN_ABORT_SHIFT и наложить маску PERF_TXN_ABORT_MASK.
Если включён PERF_SAMPLE_REGS_INTR, то сохраняются пользовательские регистры ЦП.
Значением поля abi может быть PERF_SAMPLE_REGS_ABI_NONE, PERF_SAMPLE_REGS_ABI_32 или PERF_SAMPLE_REGS_ABI_64.
В regs хранится массив регистров ЦП, которые были перечислены в поле sample_regs_intr. Количество значений определяется количеством бит, установленных в битовой маске sample_regs_intr.
If the PERF_SAMPLE_PHYS_ADDR flag is set, then the 64-bit physical address is recorded.
If the PERF_SAMPLE_CGROUP flag is set, then the 64-bit cgroup ID (for the perf_event subsystem) is recorded. To get the pathname of the cgroup, the ID should match to one in a PERF_RECORD_CGROUP.
If the PERF_SAMPLE_DATA_PAGE_SIZE flag is set, then the 64-bit page size value of the data address is recorded.
If the PERF_SAMPLE_CODE_PAGE_SIZE flag is set, then the 64-bit page size value of the ip address is recorded.
If PERF_SAMPLE_AUX is enabled, a snapshot of the aux buffer is recorded.
This record includes extended information on mmap(2) calls returning executable mappings. The format is similar to that of the PERF_RECORD_MMAP record, but includes extra values that allow uniquely identifying shared mappings. Depending on the PERF_RECORD_MISC_MMAP_BUILD_ID bit in the header, the extra values have different layout and meanings.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid;
    u32    tid;
    u64    addr;
    u64    len;
    u64    pgoff;
    union {
        struct {
            u32    maj;
            u32    min;
            u64    ino;
            u64    ino_generation;
        };
        struct {   /* if PERF_RECORD_MISC_MMAP_BUILD_ID */
            u8     build_id_size;
            u8     __reserved_1;
            u16    __reserved_2;
            u8     build_id[20];
        };
    };
    u32    prot;
    u32    flags;
    char   filename[];
    struct sample_id sample_id;
};

идентификатор процесса.
идентификатор нити.
адрес выделенной памяти.
длина выделенной памяти.
смещение на странице выделенной памяти.
основной идентификатор подлежащего устройства.
второстепенный идентификатор подлежащего устройства.
номер inode.
поколение inode.
is the actual size of build_id field (up to 20).
is a raw data to identify a binary.
защитная информация.
информация о флагах.
строка, описывающая выделенную память.
Эта запись сообщает о доступности новых данных в отдельной буферной области AUX.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    aux_offset;
    u64    aux_size;
    u64    flags;
    struct sample_id sample_id;
};

смещение области AUX mmap, где начинаются новые данные.
размер доступных данных.
описывает обновление AUX.
Если установлен, то возвращённые данные были обрезаны до размера доступного буфера.
Если установлен, то возвращённые данные перезаписали имеющиеся данные.
Эта запись показывает, что процесс начал событие трассировки инструкции, который позволяет инструментам правильно соотносить адреса инструкций в буфере AUX с подходящим исполняемым файлом.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid;
    u32    tid;
};

идентификатор процесса нити, начавшей трассировку инструкций.
идентификатор нити для нити, начавшей трассировку инструкций.
Если используются аппаратное измерение (такое как Intel PEBS), то данная запись указывает, что несколько образцов могли потеряться.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    lost;
    struct sample_id sample_id;
};

количество потенциально потерянных образцов.
Данная запись указывает на выполнение переключения контекста. Бит PERF_RECORD_MISC_SWITCH_OUT в поле misc показывает направление переключение контекста — из или в текущий процесс.

struct {
    struct perf_event_header header;
    struct sample_id sample_id;
};

Как и у PERF_RECORD_SWITCH данная запись показывает, что произошло переключение контекста, но это случается только при измерении в режиме CPU-wide и предоставляет дополнительную информацию о направлении переключения контекста в/из. Бит PERF_RECORD_MISC_SWITCH_OUT в поле misc показывает направление переключения контекста: в или из текущего процесса.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32 next_prev_pid;
    u32 next_prev_tid;
    struct sample_id sample_id;
};

Идентификатор процесса предыдущего (если переключается в) или следующего (если переключается из) процесса ЦП.
Идентификатор нити предыдущей (если переключается в) или следующей (если переключается из) нити ЦП.
This record includes various namespace information of a process.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u32    pid;
    u32    tid;
    u64    nr_namespaces;
    struct { u64 dev, inode } [nr_namespaces];
    struct sample_id sample_id;
};

is the process ID
is the thread ID
is the number of namespaces in this record
Each namespace has dev and inode fields and is recorded in the fixed position like below:
Network namespace
Пространства имён UTS
IPC namespace
PID namespace
User namespace
Mount namespace
Cgroup namespace
This record indicates kernel symbol register/unregister events.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    addr;
    u32    len;
    u16    ksym_type;
    u16    flags;
    char   name[];
    struct sample_id sample_id;
};

is the address of the kernel symbol.
is the length of the kernel symbol.
is the type of the kernel symbol. Currently the following types are available:
The kernel symbol is a BPF function.
If the PERF_RECORD_KSYMBOL_FLAGS_UNREGISTER is set, then this event is for unregistering the kernel symbol.
This record indicates BPF program is loaded or unloaded.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u16 type;
    u16 flags;
    u32 id;
    u8 tag[BPF_TAG_SIZE];
    struct sample_id sample_id;
};

is one of the following values:
A BPF program is loaded
A BPF program is unloaded
is the ID of the BPF program.
is the tag of the BPF program. Currently, BPF_TAG_SIZE is defined as 8.
This record indicates a new cgroup is created and activated.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    id;
    char   path[];
    struct sample_id sample_id;
};

is the cgroup identifier. This can be also retrieved by name_to_handle_at(2) on the cgroup path (as a file handle).
is the path of the cgroup from the root.
This record indicates a change in the kernel text. This includes addition and removal of the text and the corresponding length is zero in this case.

struct {
    struct perf_event_header header;
    u64    addr;
    u16    old_len;
    u16    new_len;
    u8     bytes[];
    struct sample_id sample_id;
};

is the address of the change
is the old length
is the new length
contains old bytes immediately followed by new bytes.

Обработка переполнения

Можно задать события, которые будут уведомлять о прохождении порога, указывающие на переполнение. Состояние переполнения можно перехватить, проследив за файловым дескриптором событий с помощью poll(2), select(2) или epoll(7). Или же события переполнения можно перехватить через обработчик сигнала, включив ввод-вывод сигналов о файловом дескрипторе; смотрите описание операций F_SETOWN и F_SETSIG в fcntl(2).

Переполнения генерируются только подсчитывающими событиями (значение sample_period должно быть ненулевым).

Существует два способа генерации уведомлений о переполнении.

Первый: задать значение wakeup_events или wakeup_watermark, которые будут срабатывать после записи определённого количества образцов или байт кольцевой буфер mmap. В этом случае признаком служит POLL_IN.

Второй: использовать ioctl PERF_EVENT_IOC_REFRESH. Данный ioctl добавляется к счётчику, который уменьшается каждый раз при наступлении события переполнения. Если значение не равно 0, то признаком служит POLL_IN, то после того, как счётчик достигнет 0, признаком становится POLL_HUP и определяющее событие отключается.

Актуализация лидера группы событий, обновляет всех его потомков, а актуализация с параметром 0 в настоящее время включает бесконечную актуализацию; такое поведение не поддерживается и на него нельзя полагаться.

Начиная с Linux 3.18, признак POLL_HUP учитывается, если отслеживаемое событие присоединено к другому процессу и этот процесс существует.

Инструкция rdpmc

Начиная с Linux 3.4 на x86, вы можете использовать инструкцию rdpmc для выполнения чтения с низкой задержкой без входа в ядро. Заметим, что использование rdpmc необязательно быстрее других способов чтения значений события.

Возможность использования этого можно определить по полю cap_usr_rdpmc страницы mmap; документацию по вычислению событий значения можно найти в этом разделе.

Сначала, когда поддержка rdpmc была только включена, любой процесс (не только с активным событием perf) мог использовать инструкцию rdpmc для доступа к счётчикам. Начиная с Linux 4.0 поддержка rdpmc разрешена только, если событие в данный момент включено в контексте процесса. Для возвращению к старому поведению запишите значение 2 в /sys/devices/cpu/rdpmc.

Вызовы ioctl perf_event

К файловым дескрипторам perf_event_open() допускаются различные вызовы ioctl:

Включает событие или группу событий, указанное в аргументе файлового дескриптора.
Если в аргументе ioctl установлен бит PERF_IOC_FLAG_GROUP, то включаются все события в группе, даже если указанное событие не лидер группы (но смотрите ДЕФЕКТЫ).
Отключает определённый счётчик или группу событий, указанный в аргументе файлового дескриптора.
Включение или отключение лидера группы включает или выключает всю группу; то есть пока отключён лидер группы, не считается ни один из счётчиков. Включение или выключение члена группы (не лидера) влияет только на этот счётчик; выключение не лидера останавливает его счётчик и не влияет на другие счётчики.
Если в аргументе ioctl установлен бит PERF_IOC_FLAG_GROUP, то выключаются все события в группе, даже если указанное событие не лидер группы (но смотрите ДЕФЕКТЫ).
Не унаследованные счётчики переполнения могут использовать это для установки счётчика количества переполнений, после чего он выключается (значение задаётся в аргументе). Последующие вызовы этого ioctl добавляют значение аргумента в текущий счётчик. При каждом переполнении будет возникать уведомление о переполнении с установленным POLL_IN пока счётчик не достигнет 0; когда это произойдёт, посылается уведомление с установленным POLL_HUP и событие выключается. Для значения 0 в аргументе поведение не определено.
Сбрасывает (в ноль) счётчик событий, указанный в аргументе файлового дескриптора. Сбрасывается только счётчики; невозможно обнулить мультиплексирующее значение time_enabled или time_running.
Если в аргументе ioctl установлен бит PERF_IOC_FLAG_GROUP, то сбрасываются все события в группе, даже если указанное событие не лидер группы (но смотрите ДЕФЕКТЫ).
Обновляет период переполнения события.
Начиная с Linux 3.7 (на ARM) и Linux 3.14 (на всех остальных архитектурах), новый период начинает действовать немедленно. В старых ядрах новый период не работает пока не возникнет следующее переполнение.
Аргумент представляет собой указатель на 64-битное значение, содержащее желаемый новый период.
До Linux 2.6.36 данный ioctl всегда завершался с ошибкой из-за дефекта в ядре.
Указывает ядру посылать уведомляющие события в указанный файловый дескриптор, не в умолчательный. Все файловые дескрипторы должны быть на одном ЦП.
В аргументе указывается желаемый файловый дескриптор или -1, если вывод нужно игнорировать.
Добавить фильтр ftrace в это событие.
В аргументе указывается указатель на желаемый фильтр ftrace.
Возвращает значение идентификатора события для заданного файлового дескриптора события.
Аргументом является указатель на 64-битное беззнаковое целое число, в которое будет сохранён результат.
This allows attaching a Berkeley Packet Filter (BPF) program to an existing kprobe tracepoint event. You need CAP_PERFMON (since Linux 5.8) or CAP_SYS_ADMIN privileges to use this ioctl.
Аргументом является файловый дескриптор программы BPF, который был создан ранее системным вызовом bpf(2).
Позволяет приостанавливать и возобновлять работу кольцевого буфера событий. Приостановленный кольцевой буфер не останавливает генерацию измерений, а просто отбрасывает их. Отброшенные измерения считаются пропавшими и генерируется, если возможно, измерение PERF_RECORD_LOST. Сигнал переполнения по-прежнему может возникнуть из-за отброшенного измерения, даже при пустом кольцевом буфере.
Аргументом является беззнаковое 32-битное целое. Ненулевое значение приостанавливает кольцевой буфер, а нулевое — возобновляет работу кольцевого буфера.
Позволяет изменить существующее событие без накладных расходов на закрытие и повторное открытие нового события. В настоящее время поддерживается только для событий точек останова (breakpoint).
В аргументе содержится указатель на структуру perf_event_attr с обновлёнными данными события.
This allows querying which Berkeley Packet Filter (BPF) programs are attached to an existing kprobe tracepoint. You can only attach one BPF program per event, but you can have multiple events attached to a tracepoint. Querying this value on one tracepoint event returns the ID of all BPF programs in all events attached to the tracepoint. You need CAP_PERFMON (since Linux 5.8) or CAP_SYS_ADMIN privileges to use this ioctl.
В аргументе содержится указатель на структуру 
struct perf_event_query_bpf {
    __u32    ids_len;
    __u32    prog_cnt;
    __u32    ids[0];
};

Значение поля ids_len показывает сколько идентификаторов могут поместиться в массив ids. Значение prog_cnt заполняется ядром и показывает количество присоединённых программ BPF. Массив ids заполняется идентификаторами каждой присоединённой программы BPF. Если имеет больше программ, чем влезает в массив, то ядро вернёт ENOSPC и ids_len укажет количество идентификаторов программ, которые были успешно скопированы.

Использование prctl(2)

Процесс может включить или выключить все группы, в данный момент, открытых событий (с помощью операций prctl(2) PR_TASK_PERF_EVENTS_ENABLE и PR_TASK_PERF_EVENTS_DISABLE). Это применимо только к событиям созданным локально вызывающим процессом. Это не применимо к событиям, созданным другими процессами, присоединёнными к вызывающему процессу, или к унаследованным от родительского процесса событиям. При этом включаются или выключаются только лидеры групп, а не члены групп.

Файлы настройки perf_event

Файлы в /proc/sys/kernel/

/proc/sys/kernel/perf_event_paranoid
Файл perf_event_paranoid можно использовать для ограничения доступа к счётчикам производительности.
2
разрешить только измерения пользовательского пространства (по умолчанию начиная с Linux 4.6).
1
разрешить измерения ядра и пользовательского пространства (по умолчанию начиная с Linux 4.6).
0
разрешить доступ к данным ЦП, но не к структурированным образцам точек трассировки.
-1
без ограничений.
Наличие файла perf_event_paranoid — официальный метод определения поддержки ядром perf_event_open().
/proc/sys/kernel/perf_event_max_sample_rate
Максимальная скорость выборки. Установка слишком большого значения может позволить пользователям задать выборку, которая скажется на производительности машины и, возможно, заблокирует машину. Значение по умолчанию 100000 (образов в секунду).
/proc/sys/kernel/perf_event_max_stack
Данный файл задаёт максимальную глубину стека кадров, выдаваемых при генерации трассировки вызова.
/proc/sys/kernel/perf_event_mlock_kb
Максимальное количество страниц, которое может получить непривилегированный пользователь с помощью mlock(2). По умолчанию 516 (кБ).

Файлы в /sys/bus/event_source/devices/

Начиная с Linux 2.6.34, ядро поддерживает использование нескольких PMU для слежения. Информацию о программировании этих PMU можно найти в/sys/bus/event_source/devices/. Каждый подкаталог соответствует одному PMU.
/sys/bus/event_source/devices/*/type (начиная с Linux 2.6.38)
Содержит целое, которое можно использовать в поле type из perf_event_attr, отражает, что вы хотите использовать этот PMU.
/sys/bus/event_source/devices/cpu/rdpmc (начиная с Linux 3.4)
Если в файле значение 1, то с помощью инструкции rdpmc возможен прямой доступ из пользовательского пространства к регистрам счётчика производительности. Выключить доступ можно посредством записи 0 в этот файл.
В Linux 4.0 это поведение изменено, теперь 1 означает лишь доступ к процессам с активными событиями perf, а 2 возвращает старое поведение разрешения доступа всем.
/sys/bus/event_source/devices/*/format/ (начиная с Linux 3.4)
В этом подкаталоге содержится информация по зависящим от архитектуры полям, доступным для программирования различных полей config структуры perf_event_attr.
The content of each file is the name of the config field, followed by a colon, followed by a series of integer bit ranges separated by commas. For example, the file event may contain the value config1:1,6-10,44 which indicates that event is an attribute that occupies bits 1,6–10, and 44 of perf_event_attr::config1.
/sys/bus/event_source/devices/*/events/ (начиная с Linux 3.4)
В данном подкаталоге содержатся поля с предопределёнными событиями. Содержимое — строки, описывающие настройки события в виде полей упомянутых в каталоге ./format/ ранее. Это не обязательно полный список всех событий, поддерживаемых PMU, но обычно это поднабор событий, считаемый полезным.
Содержимое каждого файла — список имён атрибутов через запятую. Каждая запись имеет необязательное значение (десятичное или шестнадцатеричное число). Если значение не указано, то предполагается что это однобитовое поле со значением 1. Пример: event=0x2,inv,ldlat=3.
/sys/bus/event_source/devices/*/uevent
Данный файл — стандартное ядерное интерфейсное устройство для введения событий на лету.
/sys/bus/event_source/devices/*/cpumask (начиная с Linux 3.7)
В файле cpumask содержится список целых чисел (через запятую), которые представляют номер ЦП для каждого сокета (пакета) на материнской плате. Он необходим для настройки внеядерных событий или событий северного моста, поскольку эти PMU представляют события всего сокета.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

On success, perf_event_open() returns the new file descriptor. On error, -1 is returned and errno is set to indicate the error.

ОШИБКИ

Ошибки, возвращаемые perf_event_open(), могут различаться на разных процессорных архитектурах и модулях слежения за производительностью.

Возвращается, если значение perf_event_attr size слишком мало (меньше чем PERF_ATTR_SIZE_VER0), слишком велико (больше размера страницы) или больше чем поддерживает ядро и дополнительные байты не равны нулю. При возврате E2BIG ядро перезаписывает поле size perf_event_attr размером структуры, который ожидался.
Returned when the requested event requires CAP_PERFMON (since Linux 5.8) or CAP_SYS_ADMIN permissions (or a more permissive perf_event paranoid setting). Some common cases where an unprivileged process may encounter this error: attaching to a process owned by a different user; monitoring all processes on a given CPU (i.e., specifying the pid argument as -1); and not setting exclude_kernel when the paranoid setting requires it.
Возвращается, если файловый дескриптор group_fd некорректен, или если установлен PERF_FLAG_PID_CGROUP и файловый дескриптор cgroup в pid некорректен.
Возвращается, если другое событие уже владеет эксклюзивным доступом к PMU.
Возвращается, если указатель attr указывает на некорректный адрес памяти.
Returned when trying to mix perf and ftrace handling for a uprobe.
Возвращается, если указано некорректное событие. Может быть по многим причинам. Неполный список: значение sample_freq больше, чем максимальное настроенное; значение cpu для слежения не существует; значение read_format вне пределов диапазона; значение sample_type вне пределов диапазона; значение flags вне пределов диапазона; указано значение exclusive или pinned и событие не является лидером группы; значения события config вне пределов диапазона или задают зарезервированные биты; выбранное общее событие не поддерживается; не хватает места для добавления события.
Каждое открытое событие использует один файловый дескриптор. Если открыто большое количество событий, то достигается процессное ограничение на количество открытых файловых дескрипторов и больше событий создать будет невозможно.
Возвращается, когда событие используется свойство, которое не поддерживается текущим ЦП.
Возвращается, если значение type некорректно. Эта ошибка также возвращается для некоторых неподдерживаемых общих событий.
До Linux 3.3, при недостаточности места для события возвращалось значение ENOSPC. В Linux 3.3 она была заменена на EINVAL. Значение ENOSPC всё ещё возвращается, если вы попытаетесь добавить больше событий точек прерывания, чем поддерживается аппаратно.
Возвращается, если установлен PERF_SAMPLE_STACK_USER в sample_type и не поддерживается оборудованием.
Возвращается, если требуемое событие запрашивает специального свойства аппаратуры, но оно отсутствует. Возникает при запросе низкоуровневых (low-skid) событий без поддержки, трассировке ветвления без поддержки, выборки, если отсутствует прерывание PMU и стеки ветви для программных событий.
Возвращается, если запрошена PERF_SAMPLE_CALLCHAIN и значение sample_max_stack больше максимального, указанного в /proc/sys/kernel/perf_event_max_stack.
Возвращается на многих (но не всех) архитектурах, если указана неподдерживаемая настройка exclude_hv, exclude_idle, exclude_user или exclude_kernel.
It can also happen, as with EACCES, when the requested event requires CAP_PERFMON (since Linux 5.8) or CAP_SYS_ADMIN permissions (or a more permissive perf_event paranoid setting). This includes setting a breakpoint on a kernel address, and (since Linux 3.13) setting a kernel function-trace tracepoint.
Возвращается при попытке присоединения к несуществующему процессу.

СТАНДАРТЫ

Linux.

ИСТОРИЯ

Системный вызов perf_event_open() появился в Linux 2.6.31, но с именем perf_counter_open(). Он был переименован в Linux 2.6.32.

ПРИМЕЧАНИЯ

Официальным способом наличия поддержки perf_event_open() является проверка существования файла /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid.

CAP_PERFMON capability (since Linux 5.8) provides secure approach to performance monitoring and observability operations in a system according to the principal of least privilege (POSIX IEEE 1003.1e). Accessing system performance monitoring and observability operations using CAP_PERFMON rather than the much more powerful CAP_SYS_ADMIN excludes chances to misuse credentials and makes operations more secure. CAP_SYS_ADMIN usage for secure system performance monitoring and observability is discouraged in favor of the CAP_PERFMON capability.

ОШИБКИ

Значение F_SETOWN_EX в fcntl(2) требуется для правильного получения сигналов переполнения в нитях. Появилось в Linux 2.6.32.

До Linux 2.6.33 (как минимум, на x86), ядро не проверяло возможность планирования события для совместной работы до чтения. Это же происходит на всех известных ядрах при включённом сторожке NMI. Чтобы увидеть, работает ли заданный набор событий, выполните perf_event_open(), запуск, затем выполните чтения, зная наверняка, что ещё не можете получить корректные измерения.

До Linux 2.6.34 ограничения на события не соблюдались ядром. В этом случае некоторые события просто возвращали «0», если ядро планировало их в неподходящий слот счётчика.

До Linux 2.6.34 существовала ошибка в мультиплексировании, при котором могли вернуться некорректные результаты.

Ядра с Linux 2.6.35 по Linux 2.6.39 могли быстро упасть, если включено «наследование» и запускалось много нитей.

До Linux 2.6.35 функция PERF_FORMAT_GROUP не работает с присоединёнными процессами.

Существует ошибка в коде ядра с Linux 2.6.36 по Linux 3.0, из-за которой игнорируется поле «watermark» и ядро работает, как если бы было выбрано wakeup_event, если объединение в нём не равно нулю.

С Linux 2.6.31 по Linux 3.4 аргумент ioctl PERF_IOC_FLAG_GROUP работает неправильно и постоянно применяется к указанному событию, а не ко всем одноуровневым событиям в группе.

С Linux 3.4 по Linux 3.11, биты mmap cap_usr_rdpmc и cap_usr_time отображаются на одно расположение. Использующий их код нужно переписать, использовав новые поля cap_user_rdpmc и cap_user_time.

Всегда дважды проверяйте результаты! Различные обобщённые события содержат некорректные результаты. Например, прошедшие ветви измеряются неправильно на машинах сAMD до Linux 2.6.35.

ПРИМЕРЫ

Следующий короткий пример показывает как подсчитать количество инструкций в вызове printf(3).

#include <linux/perf_event.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/syscall.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
static long
perf_event_open(struct perf_event_attr *hw_event, pid_t pid,
                int cpu, int group_fd, unsigned long flags)
{
    int ret;
    ret = syscall(SYS_perf_event_open, hw_event, pid, cpu,
                  group_fd, flags);
    return ret;
}
int
main(void)
{
    int                     fd;
    long long               count;
    struct perf_event_attr  pe;
    memset(&pe, 0, sizeof(pe));
    pe.type = PERF_TYPE_HARDWARE;
    pe.size = sizeof(pe);
    pe.config = PERF_COUNT_HW_INSTRUCTIONS;
    pe.disabled = 1;
    pe.exclude_kernel = 1;
    pe.exclude_hv = 1;
    fd = perf_event_open(&pe, 0, -1, -1, 0);
    if (fd == -1) {
       fprintf(stderr, "Error opening leader %llx\n", pe.config);
       exit(EXIT_FAILURE);
    }
    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_RESET, 0);
    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_ENABLE, 0);
    printf("Measuring instruction count for this printf\n");
    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_DISABLE, 0);
    read(fd, &count, sizeof(count));
    printf("Used %lld instructions\n", count);
    close(fd);
}

СМОТРИТЕ ТАКЖЕ

perf(1), fcntl(2), mmap(2), open(2), prctl(2), read(2)

Documentation/admin-guide/perf-security.rst in the kernel source tree

ПЕРЕВОД

Русский перевод этой страницы руководства разработал Alexey, Azamat Hackimov <azamat.hackimov@gmail.com>, kogamatranslator49 <r.podarov@yandex.ru>, Darima Kogan <silverdk99@gmail.com>, Max Is <ismax799@gmail.com>, Yuri Kozlov <yuray@komyakino.ru> и Иван Павлов <pavia00@gmail.com>

Этот перевод является свободной программной документацией; он распространяется на условиях общедоступной лицензии GNU (GNU General Public License - GPL, https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html версии 3 или более поздней) в отношении авторского права, но БЕЗ КАКИХ-ЛИБО ГАРАНТИЙ.

Если вы обнаружите какие-либо ошибки в переводе этой страницы руководства, пожалуйста, сообщите об этом разработчику по его адресу электронной почты или по адресу списка рассылки русских переводчиков.

2 мая 2024 г. Linux man-pages 6.8