硬件延迟检测器

简介

跟踪器 hwlat_detector 是一个特殊用途的跟踪器，用于检测由某些底层硬件或固件的行为引起的，独立于 Linux 本身的大系统延迟。该代码最初是为了检测 x86 系统上的 SMI（系统管理中断）而开发的，但是此补丁集没有特定于 x86 的内容。它最初是为“RT”补丁使用的，因为实时内核对延迟高度敏感。

SMI 不是由 Linux 内核处理的，这意味着它甚至不知道它们正在发生。SMI 是由 BIOS 代码设置的，并由 BIOS 代码处理，通常用于管理热传感器和风扇等“关键”事件。但有时，SMI 用于其他任务，而这些任务可能会在处理程序中花费过多的时间（有时以毫秒为单位）。显然，如果您试图将事件服务延迟保持在微秒范围内，这是一个问题。

硬件延迟检测器的工作原理是：占用一个 CPU 可配置的时间（禁用中断），轮询 CPU 时间戳计数器一段时间，然后查找 TSC 数据中的间隙。任何间隙都表明轮询被中断的时间，并且由于中断被禁用，唯一可以执行此操作的是 SMI 或其他硬件故障（或 NMI，但可以跟踪这些）。

请注意，hwlat 检测器绝对不应在生产环境中使用。它旨在手动运行，以确定硬件平台是否在长时间的系统固件服务例程方面存在问题。

用法

将 ASCII 文本“hwlat”写入跟踪系统的 current_tracer 文件（挂载在 /sys/kernel/tracing 或 /sys/kernel/tracing）。可以重新定义阈值，以微秒 (us) 为单位，高于该阈值的延迟峰值将被考虑在内。

示例

# echo hwlat > /sys/kernel/tracing/current_tracer
# echo 100 > /sys/kernel/tracing/tracing_thresh

/sys/kernel/tracing/hwlat_detector 接口包含以下文件

  • width - 使用 CPU 保持的采样时间段（微秒）

    必须小于总窗口大小（强制执行）

  • window - 采样总周期，width 在内部（微秒）

默认情况下，width 设置为 500,000，window 设置为 1,000,000，这意味着每 1,000,000 微秒（1 秒），hwlat 检测器将自旋 500,000 微秒（0.5 秒）。如果启用 hwlat 跟踪器时 tracing_thresh 包含零，它将更改为默认值 10 微秒。如果观察到任何超过阈值的延迟，则数据将写入跟踪环形缓冲区。

周期之间的最小睡眠时间为 1 毫秒。即使 width 小于窗口的 1 毫秒，也要允许系统不完全饿死。

如果启动 hwlat 检测器时 tracing_thresh 为零，则加载另一个跟踪器时，它将设置回零。请注意，hwlat 检测器在 tracing_thresh 中的最后一个值将被保存，并且如果 hwlat 检测器再次启动时该值仍为零，则此值将在 tracing_thresh 中恢复。

hwlat_detector 使用以下跟踪目录文件

在 /sys/kernel/tracing 中

  • tracing_threshold - 要考虑的最小延迟值（微秒）

  • tracing_max_latency - 实际观察到的最大硬件延迟（微秒）

  • tracing_cpumask - 将 hwlat 线程移动到的 CPU

  • hwlat_detector/width - 在窗口内指定的自旋时间量（微秒）

  • hwlat_detector/window - （width）运行之间的时间量（微秒）

  • hwlat_detector/mode - 线程模式

默认情况下，一个 hwlat 检测器的内核线程将在一个新窗口的开头以轮询方式跨 cpumask 中指定的每个 CPU 迁移。可以通过更改线程模式来更改此行为，可用的选项是

  • none：不强制迁移

  • round-robin：跨 cpumask 中指定的每个 CPU 迁移 [默认]

  • per-cpu：为 tracing_cpumask 中的每个 cpu 创建一个线程