c - 用C中的`perf_event`计算CPU周期所产生的值不同于`perf`

我试图通过一个简短的C代码片段来计算单个进程的CPU周期。MWE是cpucycles.c。
cpucycles.c（主要基于man page example）

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <linux/perf_event.h>
#include <asm/unistd.h>

static long
perf_event_open(struct perf_event_attr *hw_event, pid_t pid,
                int cpu, int group_fd, unsigned long flags)
{
    int ret;
    ret = syscall(__NR_perf_event_open, hw_event, pid, cpu,
                    group_fd, flags);
    return ret;
}

long long
cpu_cycles(pid_t pid, unsigned int microseconds)
{
    struct perf_event_attr pe;
    long long count;
    int fd;

    memset(&pe, 0, sizeof(struct perf_event_attr));
    pe.type = PERF_TYPE_HARDWARE;
    pe.size = sizeof(struct perf_event_attr);
    pe.config = PERF_COUNT_HW_CPU_CYCLES;
    pe.disabled = 1;
    pe.exclude_kernel = 1;
    pe.exclude_hv = 1;

    fd = perf_event_open(&pe, pid, -1, -1, 0);
    if (fd == -1) {
        return -1;
    }

    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_RESET, 0);
    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_ENABLE, 0);
    usleep(microseconds);
    ioctl(fd, PERF_EVENT_IOC_DISABLE, 0);
    read(fd, &count, sizeof(long long));

    close(fd);
    return count;
}

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("CPU cycles: %lld\n", cpu_cycles(atoi(argv[1]), atoi(argv[2])));
    return 0;
}

接下来，我编译它，设置perf_事件访问权限，启动一个CPU完全利用率的进程，并通过perf和mycpucycles计算它的CPU周期。

$ gcc -o cpucycles cpucycles.c
$ echo 1 | sudo tee /proc/sys/kernel/perf_event_paranoid
$ cat /dev/urandom > /dev/null &
[1] 3214
$ perf stat -e cycles -p 3214 -x, sleep 1
3072358388,,cycles,1000577415,100,00,,,,
$ ./cpucycles 3214 1000000
CPU cycles: 287953

显然，只有'perf'中的'3072358388'CPU周期才适合我的3GHz CPU。为什么我的“cpucycles”会返回如此小的值？

最佳答案

设置pe.exclude_kernel = 1;时，在分析中排除了内核。
我刚刚验证了，只要将该标志设置为0，就可以得到大的数字，将其设置为1，就可以得到小的数字。
cat /dev/urandom > /dev/null几乎将所有的cpu时间都花在内核中userland位将是对缓冲区的读取和对缓冲区的写入，而本例中的所有繁重工作都是由内核完成的。