Installation

sudo apt update
sudo apt install linux-tools-common

查看你的内核：

uname -r

我的输出：

$ uname -r
5.15.0-67-generic

安装对应的 tools：

sudo apt install linux-tools-5.15.0-67-generic

Implementation

1、Perf List 状态参数列表

run perf list 得到可检测的状态(stat)参数列表， 包括硬件（Hardware）和软件（Software）的

List of pre-defined events (to be used in -e):cpu-cycles OR cycles                               [Hardware event]stalled-cycles-frontend OR idle-cycles-frontend    [Hardware event]stalled-cycles-backend OR idle-cycles-backend      [Hardware event]instructions                                       [Hardware event]cache-references                                   [Hardware event]cache-misses                                       [Hardware event]branch-instructions OR branches                    [Hardware event]branch-misses                                      [Hardware event]bus-cycles                                         [Hardware event]cpu-clock                                          [Software event]task-clock                                         [Software event]page-faults OR faults                              [Software event]minor-faults                                       [Software event]major-faults                                       [Software event]context-switches OR cs                             [Software event]cpu-migrations OR migrations                       [Software event]alignment-faults                                   [Software event]emulation-faults                                   [Software event]L1-dcache-loads                                    [Hardware cache event]L1-dcache-load-misses                              [Hardware cache event]L1-dcache-stores                                   [Hardware cache event]L1-dcache-store-misses                             [Hardware cache event]L1-dcache-prefetches                               [Hardware cache event]L1-dcache-prefetch-misses                          [Hardware cache event]L1-icache-loads                                    [Hardware cache event]...

2、PERF usage Modes: Counting and Sampling

PERF 支持两种使用模式：计数（Counting）和采样（Sampling）。

计数Counting模式：将指定的监测事件计数，计数值可以是每进程/线程或整个系统的，最终得到监测事件的总计数，不涉及与时间相关的测量。
Counting方式的优点是只需要在事件发生时记录一下计数器即可，因此对系统的性能影响较小。但它并不能告诉我们事件的时间分布情况，因此不能得到事件的节奏信息，例如事件发生的频率随时间的变化情况等。

采样Sampling模式：定期对正在运行的线程/进程进行抽样，以获得事件发生的时间、持续时间、事件发生的上下文等信息。它利用计时器在一段时间内定期采样正在执行的线程/进程状态，其采样率(weight)越高，则可以发现更多的事件，得到更加准确的监测结果。
Sampling方式的优点是可以得到时间信息，便于分析性能瓶颈与更好地理解系统软硬件之间的交互。

2.1 Implement of Counting mode

可以使用perf stat命令来获取counting mode下的统计信息，例如：

perf stat -e cpu-cycles instructions L1-dcache-load-misses ./a.out

如果你在运行一些 perf 命令时遇到下面问题：

命令行运行：

sudo gedit /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid  # 内容改成 -1
sudo gedit /etc/sysctl.conf # 末尾加入 kernel.perf_event_paranoid = -1

2.2 Implement of Sampling

# sampling mode
perf record -e cpu-clock instructions L1-dcache-load-misses -F 1000 ./a.out
perf report # 查看采样结果

其中 -F 用以指定采样频率

或者

# sampling mode
perf record -e cpu-clock instructions L1-dcache-load-misses  -c 100000 ./a.out
perf report # 查看采样结果

其中 -C 100000 代表固定采样周期为100,000 个 cpu-cycles。

如果未设置采样频率或采样周期，默认采样频率为1000Hz。

2.3 Ratios and rates

由于原始事件信息不容易直接反应代码性能。 比如52,202,548 次cache-miss 代表什么样的性能？因此使用比率(Ratio)通常比单一原始事件计数更清晰。
如下是一些常用的用于评估性能的比率参数：

Reference

Installing and Using Perf in Ubuntu and CentOS