安装
在开发板上使用apt安装perf命令：
apt install -y perf
或者进入kernel内核源码目录tools/perf，交叉编译执行make，然后拷贝到开发板中运行。
认识Perf
perf可以用来统计一个程序运行期间花了多少时间、上下文切换次数、cache命中率等一些性能相关的事件，通过perf可以分析一个程序的性能瓶颈，从而对程序做出优化。
perf性能事件的关系图如下:
执行命令：
perf list
可以看到如下显示：
branch-instructions OR branches [Hardware event] branch-misses [Hardware event] cache-misses [Hardware event] ... ... context-switches OR cs [Software event] page-faults OR faults [Software event] ... ... L1-dcache-load-misses [Hardware cache event] L1-dcache-loads [Hardware cache event] ... ... block:block_bio_backmerge [Tracepoint event] clk:clk_enable [Tracepoint event] dma_fence:dma_fence_destroy [Tracepoint event] ... ...
其中
hardware event是硬件相关的性能事件software event是软件相关的性能事件hardware cache event是cache相关的性能事件tracepoint event是内核设置的相关的性能事件
perf的性能事件主要可以分为以上四类，但是像hardware event这类事件依赖于硬件的实现，如果硬件不支持也无法统计。部分的其它事件在使用的过程也会遇到不支持的情况。
另外执行perf list命令并不会把所有的事件都列举出来，perf list只会显示支持的事件，如果不支持就看不到了。
Perf功能概览
perf的功能可以分为基础子命令和功能型子命令两大类。
基础子命令是最常用的命令，是必须要学会的。
基础子命令如下：
功能型子命令如下：
更多的命令详细参考
perf -h说明。
Perf基础子命令
perf list
perf list可以列举支持哪些事件：
perf stat
perf stat可以采样perf list所列举的事件，使用帮助如下：
perf stat -h
-a, --all-cpus system-wide collection from all CPUs -A, --no-aggr disable CPU count aggregation -B, --big-num print large numbers with thousands' separators -C, --cpu <cpu> list of cpus to monitor in system-wide -D, --delay <n> ms to wait before starting measurement after program start (-1: start with events disabled) -d, --detailed detailed run - start a lot of events -e, --event <event> event selector. use 'perf list' to list available events -G, --cgroup <name> monitor event in cgroup name only -g, --group put the counters into a counter group ... ...
perf stat可以通过-e指定某个事件，例如统计ls命令的cpu-clock事件：
对于tracepoint event事件，其本身就分为很多种类型，例如：block:block_bio_backmerge，就表示block这个类型的block_bio_backmerge这个采样点。
tracepoint event支持采样类型和采样点非常多，有clk，mmc，sched等类型，而其中每个采样类型又分为更多的采样点，因此，可以通过perf list后面跟上采样类型的名字，来查看某个特性类型的采样点。
可以看到，一个sched类型，对应很多采样点。
对应着sched:sched_switch这个采样点。通过perf stat子命令可以得到观测结果：
可以看到，执行ls，cpu运行了29次sched_switch，也就是对应的__schedule函数。
其实tracepoint event最强大的地方在于时间的统计，内核中每个采样点都代表了一些重要的时刻，比如，进程切换了，调度器把进程放入runqueue，或者开始真正的进程运行，都会加上一个tracepoint，来记录时间，从而为分析和调试提供支持。
perf record & perf report
perf stat子命令展示的是即时的数据，若想要获取更多信息，则需要用perf record子命令将信息组成一个perf.data文件，并利用perf report将其解析并展示出来。
因此perf record和perf report命令通常是一起使用的。
同样的，perf record和perf report子命令也具有相当多的参数。
perf report -h
-b, --branch-stack use branch records for per branch histogram filling -c, --comms <comm[,comm...]> only consider symbols in these comms -C, --cpu <cpu> list of cpus to profile ... ...
例如对context-switches事件采样：
perf record -e context-switches -a sleep 1
然后执行perf report显示更多的详细信息：
可以看到，perf report子命令不光展示了cpu执行sleep 1时发生的上下文切换次数，还展示了这切换都分布在哪些进程中。
perf script
perf script主要被用来生成perf.unfold文件，被交给一个名叫FlameGraph（火焰图）的工具，这个工具会解析perf.unfold数据，然后将其转换成易于人类阅读和分析的图形。
火焰图
wget "https://github.com/brendangregg/FlameGraph/archive/master.zip" unzip master.zip
如果希望了解CPU在一段时间内的都运行了哪些函数以及各函数都消耗了多少时间，就可以使用On CPU火焰图，这种火焰图基于cpu-cycles事件进行采样，然后通过svg图片格式展现出来
dd if=/dev/zero of=/tmp/testfile bs=4K count=102400 & perf record -e cpu-cycles -a -g sleep 1 perf script > perf.unfold cd FlameGraph-master ./stackcollapse-perf.pl < ../perf.unfold | ./flamegraph.pl > ../perf.svg
首先在后台启动一个dd命令，让它持续运行一段时间，然后开启perf record，记录一秒钟内cpu都运行了多少个cpu-cycles，也就是时间（同时使能-g，就会一并记录运行的函数以及调用关系），再利用perf script命令将perf.data转成perf.unfold，最后利用FlameGraph工具将其转换成一个perf.svg，这是一个图形文件，用浏览器打开后会得到这样一幅图：
此图记录着函数调用关系及其cpu-cycles（时间）占比，就像一缕缕升起的火苗，所以被称之为火焰图。
火焰图还可以通过鼠标点击放大，观察其细节，如下：
Perf功能型子命令
列举2个perf功能型子命令实例top和bench，更多的参考-h列举的说明。
perf top
perf top子命令动态地显示各种采样事件，例如：
perf top -e sched:sched_wakeup
perf bench
perf bench子命令是perf内部集成的一个benchmark测试程序，可以看一下perf bench支持哪些benchmark：
可见，benchmark有sched，mem, futex等几大类
perf bench mem
而mem里又包含了2个测试点
perf bench mem memcpy
perf bench mem memset
总结
perf是用于性能分析的一个工具，功能强大，用法也非常多。但是要真正用明白，懂得分析，需要长时间的学习和沉淀。
例如必须得知道cycles、instructions、分支预测等这些是什么意思，每个性能事件的统计值高低所带来的影响分别是什么，如何增加/降低某个性能事件的统计值等等，只有在具备这些理论基础的情况下，去分析perf的统计值才比较有意义。
end
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