off time cpu profile原理（bcc/tools/offcputime.py）

最新推荐文章于 2025-07-31 20:05:27 发布

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本文介绍了如何利用BCC工具中的offcputime.py来分析程序放弃CPU的情况，以查找吞吐量和响应性能不佳的原因。通过kprobe拦截finish_task_switch，记录线程调度信息并计算等待时间，从而生成有助于优化的分析数据。虽然BCC的栈追踪功能有限，但此方法提供了一个理解off-CPU时间的基础。

常见的profile都on cpu的，也即是程序在CPU上运行时候的情况，例如基于运行时的栈采样输出火焰图。还有一种profile概念，与上述的概念正好相反，记录的是放弃CPU的情况，它的用处一般是拿来查程序为啥吞吐，响应表现不佳，通过off cpu的数据可以定位程序都是什么原因放弃了CPU。

要拿到on cpu的数据可能方式很多，但是要拿到off cpu的情况就需要从调度着手了，bcc提供了实现off cpu profile的工具，地址：https://github.com/iovisor/bcc/blob/master/tools/offcputime.py

简单看一下其实现原理：

struct key_t {
    u32 pid;
    u32 tgid;
    int user_stack_id;
    int kernel_stack_id;
    char name[TASK_COMM_LEN];
};
BPF_HASH(counts, struct key_t);
BPF_HASH(start, u32);
BPF_STACK_TRACE(stack_traces, STACK_STORAGE_SIZE);

struct warn_event_t {
    u32 pid;
    u32 tgid;
    u32 t_start;
    u32 t_end;
};
BPF_PERF_OUTPUT(warn_events);

int oncpu(struct pt_regs *ctx, struct task_struct *prev) {
    u32 pid = prev->pid;
    u32 tgid = prev->tgid;
    u64 ts, *tsp;

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