对于 perf_event_open，mmap() 比 read() 更快吗？

Question

我希望监视应用程序中的许多事件（硬件、软件和硬件缓存）。与大多数进行分析的应用程序一样，性能是关键。在理想的情况下，我将能够使用 mrs 指令直接读取 CPU PMU 事件以进行 CPU 周期计数和其他事件。但由于内核默认禁用从 EL0 访问 PMU，我在应用程序中使用 perf 时陷入困境。

就目前情况而言，我下面的

read_values()

 函数使用 

read() 来读取结果。我一直在寻找加快检索这些性能事件值的方法，并遇到了这个 PMU HW Counter access 文档。

我的问题有两个：

使用
1. mmap() 而不是 read() 从 fd 检索值是否可以提高性能？如果是这样，我将如何实现这一目标？
有没有办法使用mrs coach直接检索PMU寄存器？从上面的
2. PMU HW Counter access链接，它表明这应该是可能的。尽管我很难找到解释如何执行此操作的示例。

struct read_format {
  uint64_t nr;          /* The number of events */
  struct {
    uint64_t value;     /* The value of the event */
    uint64_t id;        /* if PERF_FORMAT_ID */
  } values[nr];
};

int main() {
  struct perf_event_attr attr1;
  attr1.type = PERF_TYPE_HARDWARE;
  attr1.config = PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES;
  attr1.read_format = PERF_FORMAT_GROUP | PERF_FORMAT_ID;
  int main_fd = syscall(__NR_perf_event_open, &attr1, 0, -1, -1, 0);
  uint64_t id1;
  ioctl(main_fd, PERF_EVENT_IOC_ID, &id1);
  ioctl(main_fd, PERF_EVENT_IOC_RESET, 0);
  ioctl(main_fd, PERF_EVENT_IOC_ENABLE, 0);

  struct perf_event_attr attr2;
  attr2.type = PERF_TYPE_HARDWARE;
  attr2.config = PERF_COUNT_HW_CACHE_REFERENCES;
  attr2.read_format = PERF_FORMAT_GROUP | PERF_FORMAT_ID;
  int fd2 = syscall(__NR_perf_event_open, &attr2, 0, -1, main_fd, 0);
  uint64_t id2;
  ioctl(fd2, PERF_EVENT_IOC_ID, &id2);
  ioctl(fd2, PERF_EVENT_IOC_RESET, 0);
  ioctl(fd2, PERF_EVENT_IOC_ENABLE, 0);

  // read_values and log "START"

  // action

  // read_values and log "END"

  return 0;
}

read_values() {
  char buffer[4096];
  int read_bytes = read(main_fd, &buffer, sizeof(buffer));
  if (read_bytes == -1) { return 1; }

  struct read_format* rf = (struct read_format*) buffer;
  int values[rf->nr];
  for (int i=0; i<rf->nr; i++) {
    values[i] = rf->values[i].value;
  }
}

将

read_values()

 read() 调用更改为 

mmap(NULL, sizeof(read_format), PROT_READ, MAP_SHARED, main_fd, 0)

 不起作用。在我的 mmap 调用后读回缓冲区时，由于事件数设置为 0，因此缓冲区未填充。

read_values() {
  char* buffer = read(main_fd, &buffer, sizeof(buffer));
  if (buffer == MAP_FAILED) { return 1; }

  struct read_format* rf = (struct read_format*) buffer;
  if (rf->nr == 0) { return 1; }
  int values[rf->nr];
  for (int i=0; i<rf->nr; i++) {
    values[i] = rf->values[i].value;
  }
}

Answer 1

mmap()

 无论如何与读入无关。 

mmap()

 允许您映射内存中的文件，但底层软件使用与 

read()

 实际使用的完全相同的机制从磁盘读取文件。

唯一的区别（这使得

mmap()

比

read()

更好）是它直接将内核缓冲区映射到项目的虚拟内存空间。但这并没有使它变得更快，因为对用于映射的内存的访问仍然需要由内核监视，当您在分配给缓冲区的空间中写入时将缓冲区标记为脏（并且尊重您只写在数据区域，而不是在内务数据中）

这意味着必须对您写入的内存进行一些映射，因此它实际上是写入与文件对应的内核缓冲区中，并且这必须使用与

copy_from

/

copy_to

 中完成的复制类似的机制来完成读。事物经过优化以快速完成，但平均增益不是内存访问相对于磁盘访问的平均增益。

此外，该文件必须可以

mmap()

 这不是一般情况，例如NFS 文件无法映射（或不容易映射），套接字和管道无法映射，设备也无法映射。一般来说，无法 

lseek()

d 的文件将无法被映射。