c - 在内核中使用 rdtsc 测量执行时间

Question

我正在编写代码，通过将代码作为模块加载到内核中来测量内核中一系列代码的时间消耗。我使用常见的 rdtsc 例程来计算时间。有趣的是，在用户模式下运行的类似例程会产生正常值，而在内核模式下运行时结果始终为 0，无论我在 time_count 函数中添加了多少行代码。我这里使用的计算是一个普通的矩阵乘积函数，运行周期应该随着矩阵维数的增加而快速增加。谁能指出我的代码中的错误，为什么我无法测量内核中的周期数？

#include <linux/init.h>
#include <linux/module.h>

int matrix_product(){
  int array1[500][500], array2[500][500], array3[500][500];
  int i, j, k, sum;

  for(i = 0; i < 50000; i++){
    for(j = 0; j < 50000; j++){
      array1[i][j] = 5*i + j;
      array2[i][j] = 5*i + j;
    }
  }

  for(i = 0; i < 50000; i++){
    for(j = 0; j < 50000; j++){
      for(k = 0; k < 50000; k++)
    sum += array1[i][k]*array2[k][j];
      array3[i][j] = sum;
      sum = 0;
    }
  }
  return 0;
}

static __inline__ unsigned long long rdtsc(void)
{
 unsigned long hi, lo;
 __asm__ __volatile__ ("xorl %%eax,%%eax\ncpuid" ::: "%rax", "%rbx", "%rcx", "%rdx");
 __asm__ __volatile__ ("rdtsc" : "=a"(lo), "=d"(hi));
 return ((unsigned long long)lo) | (((unsigned long long)hi)<<32) ;
}

static int my_init(void)
{
  unsigned long str, end, curr, best, tsc, best_curr;
  long i, t;

#define time_count(codes) for(i=0; i<120000; i++){str=rdtsc(); codes; end=rdtsc(); curr=end-str; if(curr<best)best=curr;}

 best = ~0;
 time_count();
 tsc = best;

 best = ~0;
 time_count(matrix_product());
 best_curr = best;
 printk("<0>matrix product: %lu ticks\n", best_curr-tsc);

 return 0;
}

static void my_exit(void){
  return;
}

module_init(my_init);
module_exit(my_exit);`

感谢任何帮助!谢谢。

Answer 1

rdtsc 不保证在每个 CPU 上都可用，或以恒定速率运行，或在不同内核之间保持一致。

除非您对时间戳有特殊要求，否则您应该使用像 getrawmonotonic 这样可靠且可移植的函数。

如果你真的想直接使用循环，内核已经定义了get_cycles和 cpuid为此的功能。