0. 概要

PMU（Performance Monitoring Unit）是处理器内部的一个硬件单元，用于监控处理器的性能。它可以统计各种与性能相关的事件，例如CPU时钟周期、指令数量、缓存命中率等等。这些统计信息可以用来分析程序的性能瓶颈，并进行优化。

在Linux系统上，常用的PMU统计工具包括perf。perf是内核自带的工具，功能比较简单。
以下是一些使用perf统计CPU和内存的示例：

• 统计CPU时钟周期：

perf stat -e cycles

• 统计指令数量：

perf stat -e instructions

• 统计缓存命中率：

perf stat -e cache-misses

• 统计内存带宽：

perf stat -e mem/bytes-read,mem/bytes-written

除了上述的基本统计之外，perf还支持更复杂的统计功能，例如分支预测命中率、浮点运算单元利用率等等。这些功能可以通过使用perf的-e参数和-a参数来实现。

1. 使用perf统计CPU和内存的结果示例

以下是使用perf统计CPU和内存的详细结果示例：

1.1 统计CPU时钟周期：

perf stat -e cycles

示例输出：

perf stat -e cyclesPerformance counters:cycles:       1317698919Elapsed time:     4.009225s
CPU time:        4.009225sUser:        0.000000sSys:         0.000000sIdle:        3.999225s

说明：

• cycles: 表示CPU时钟周期的数量，在本例中为1317698919。
• Elapsed time: 表示程序运行的总时间，在本例中为4.009225秒。
• CPU time: 表示程序在CPU上运行的时间，在本例中为4.009225秒。
• User: 表示程序在用户态运行的时间，在本例中为0秒。
• Sys: 表示程序在内核态运行的时间，在本例中为0秒。
• Idle: 表示CPU空闲的时间，在本例中为3.999225秒。

1.2 统计指令数量：

perf stat -e instructions

示例输出：

perf stat -e instructionsPerformance counters:instructions:    324528753Elapsed time:     4.009225s
CPU time:        4.009225sUser:        0.000000sSys:         0.000000sIdle:        3.999225s

说明：

• instructions: 表示程序执行的指令数量，在本例中为324528753。
• Elapsed time: 表示程序运行的总时间，与统计CPU时钟周期结果相同。
• CPU time: 表示程序在CPU上运行的时间，与统计CPU时钟周期结果相同。
• User: 表示程序在用户态运行的时间，与统计CPU时钟周期结果相同。
• Sys: 表示程序在内核态运行的时间，与统计CPU时钟周期结果相同。
• Idle: 表示CPU空闲的时间，与统计CPU时钟周期结果相同。

1.3 统计缓存命中率：

perf stat -e cache-misses

示例输出：

perf stat -e cache-missesPerformance counters:L1-dcache-loads:       13177019L1-dcache-load-misses:        13177019L1-dcache-stores:        13176989L1-dcache-store-misses:        13176989L2-dcache-loads:           0L2-dcache-load-misses:           0L2-dcache-stores:           0L2-dcache-store-misses:           0LLC-loads:           0LLC-load-misses:           0LLC-stores:           0LLC-store-misses:           0Elapsed time:     4.009225s
CPU time:        4.009225sUser:        0.000000sSys:         0.000000sIdle:        3.999225s

说明：

• L1-dcache-loads: 表示访问L1数据缓存的加载指令数量，在本例中为13177019。
• L1-dcache-load-misses: 表示L1数据缓存未命中的加载指令数量，在本例中为13177019。
• L1-dcache-stores: 表示访问L1数据缓存的存储指令数量，在本例中为13176989。
• L1-dcache-store-misses: 表示L1数据缓存未命中的存储指令数量，在本例中为13176989。
• L2-dcache-loads: 表示访问L2数据缓存的加载指令数量，在本例中为0

1.4 统计内存带宽的示例输出

以下是使用perf统计内存带宽的详细结果示例：

perf stat -e mem/bytes-read,mem/bytes-written

示例输出：

perf stat -e mem/bytes-read,mem/bytes-writtenPerformance counters:mem/bytes-read:   1073741824mem/bytes-written:   1073741824Elapsed time:     4.009225s
CPU time:        4.009225sUser:        0.000000sSys:         0.000000sIdle:        3.999225s

说明：

• mem/bytes-read: 表示程序从内存中读取的字节数，在本例中为1073741824字节。
• mem/bytes-written: 表示程序写入内存的字节数，在本例中为1073741824字节。
• Elapsed time: 表示程序运行的总时间，与其他示例结果相同。
• CPU time: 表示程序在CPU上运行的时间，与其他示例结果相同。
• User: 表示程序在用户态运行的时间，与其他示例结果相同。
• Sys: 表示程序在内核态运行的时间，与其他示例结果相同。
• Idle: 表示CPU空闲的时间，与其他示例结果相同。

2 注意：

• 以上示例结果仅供参考，实际结果会因程序、硬件和系统配置等因素而有所不同。
• 要获得更准确的性能数据，建议您多次运行程序并取平均值。