Quelle  stat.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <errno.h>
#include <linux/err.h>
#include <inttypes.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include "counts.h"
#include "cpumap.h"
#include "debug.h"
#include "header.h"
#include "stat.h"
#include "session.h"
#include "target.h"
#include "evlist.h"
#include "evsel.h"
#include "thread_map.h"
#include "util/hashmap.h"
#include <linux/zalloc.h>

void update_stats(struct stats *stats, u64 val)
{
 double delta;

 stats->n++;
 delta = val - stats->mean;
 stats->mean += delta / stats->n;
 stats->M2 += delta*(val - stats->mean);

 if (val > stats->max)
  stats->max = val;

 if (val < stats->min)
  stats->min = val;
}

double avg_stats(struct stats *stats)
{
 return stats->mean;
}

/*
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Algorithms_for_calculating_variance
 *
 *       (\Sum n_i^2) - ((\Sum n_i)^2)/n
 * s^2 = -------------------------------
 *                  n - 1
 *
 * http://en.wikipedia.org/wiki/Stddev
 *
 * The std dev of the mean is related to the std dev by:
 *
 *             s
 * s_mean = -------
 *          sqrt(n)
 *
 */
double stddev_stats(struct stats *stats)
{
 double variance, variance_mean;

 if (stats->n < 2)
  return 0.0;

 variance = stats->M2 / (stats->n - 1);
 variance_mean = variance / stats->n;

 return sqrt(variance_mean);
}

double rel_stddev_stats(double stddev, double avg)
{
 double pct = 0.0;

 if (avg)
  pct = 100.0 * stddev/avg;

 return pct;
}

static void evsel__reset_aggr_stats(struct evsel *evsel)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
 struct perf_stat_aggr *aggr = ps->aggr;

 if (aggr)
  memset(aggr, 0, sizeof(*aggr) * ps->nr_aggr);
}

static void evsel__reset_stat_priv(struct evsel *evsel)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;

 init_stats(&ps->res_stats);
 evsel__reset_aggr_stats(evsel);
}

static int evsel__alloc_aggr_stats(struct evsel *evsel, int nr_aggr)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;

 if (ps == NULL)
  return 0;

 ps->nr_aggr = nr_aggr;
 ps->aggr = calloc(nr_aggr, sizeof(*ps->aggr));
 if (ps->aggr == NULL)
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

int evlist__alloc_aggr_stats(struct evlist *evlist, int nr_aggr)
{
 struct evsel *evsel;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
  if (evsel__alloc_aggr_stats(evsel, nr_aggr) < 0)
   return -1;
 }
 return 0;
}

static int evsel__alloc_stat_priv(struct evsel *evsel, int nr_aggr)
{
 struct perf_stat_evsel *ps;

 ps = zalloc(sizeof(*ps));
 if (ps == NULL)
  return -ENOMEM;

 evsel->stats = ps;

 if (nr_aggr && evsel__alloc_aggr_stats(evsel, nr_aggr) < 0) {
  evsel->stats = NULL;
  free(ps);
  return -ENOMEM;
 }

 evsel__reset_stat_priv(evsel);
 return 0;
}

static void evsel__free_stat_priv(struct evsel *evsel)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;

 if (ps) {
  zfree(&ps->aggr);
  zfree(&ps->group_data);
 }
 zfree(&evsel->stats);
}

static int evsel__alloc_prev_raw_counts(struct evsel *evsel)
{
 int cpu_map_nr = evsel__nr_cpus(evsel);
 int nthreads = perf_thread_map__nr(evsel->core.threads);
 struct perf_counts *counts;

 counts = perf_counts__new(cpu_map_nr, nthreads);
 if (counts)
  evsel->prev_raw_counts = counts;

 return counts ? 0 : -ENOMEM;
}

static void evsel__free_prev_raw_counts(struct evsel *evsel)
{
 perf_counts__delete(evsel->prev_raw_counts);
 evsel->prev_raw_counts = NULL;
}

static void evsel__reset_prev_raw_counts(struct evsel *evsel)
{
 if (evsel->prev_raw_counts)
  perf_counts__reset(evsel->prev_raw_counts);
}

static int evsel__alloc_stats(struct evsel *evsel, int nr_aggr, bool alloc_raw)
{
 if (evsel__alloc_stat_priv(evsel, nr_aggr) < 0 ||
     evsel__alloc_counts(evsel) < 0 ||
     (alloc_raw && evsel__alloc_prev_raw_counts(evsel) < 0))
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

int evlist__alloc_stats(struct perf_stat_config *config,
   struct evlist *evlist, bool alloc_raw)
{
 struct evsel *evsel;
 int nr_aggr = 0;

 if (config && config->aggr_map)
  nr_aggr = config->aggr_map->nr;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
  if (evsel__alloc_stats(evsel, nr_aggr, alloc_raw))
   goto out_free;
 }

 return 0;

out_free:
 evlist__free_stats(evlist);
 return -1;
}

void evlist__free_stats(struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
  evsel__free_stat_priv(evsel);
  evsel__free_counts(evsel);
  evsel__free_prev_raw_counts(evsel);
 }
}

void evlist__reset_stats(struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
  evsel__reset_stat_priv(evsel);
  evsel__reset_counts(evsel);
 }
}

void evlist__reset_aggr_stats(struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel)
  evsel__reset_aggr_stats(evsel);
}

void evlist__reset_prev_raw_counts(struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel)
  evsel__reset_prev_raw_counts(evsel);
}

static void evsel__copy_prev_raw_counts(struct evsel *evsel)
{
 int idx, nthreads = perf_thread_map__nr(evsel->core.threads);

 for (int thread = 0; thread < nthreads; thread++) {
  perf_cpu_map__for_each_idx(idx, evsel__cpus(evsel)) {
   *perf_counts(evsel->counts, idx, thread) =
    *perf_counts(evsel->prev_raw_counts, idx, thread);
  }
 }
}

void evlist__copy_prev_raw_counts(struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel)
  evsel__copy_prev_raw_counts(evsel);
}

static void evsel__copy_res_stats(struct evsel *evsel)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;

 /*
  * For GLOBAL aggregation mode, it updates the counts for each run
  * in the evsel->stats.res_stats.  See perf_stat_process_counter().
 */
 *ps->aggr[0].counts.values = avg_stats(&ps->res_stats);
}

void evlist__copy_res_stats(struct perf_stat_config *config, struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 if (config->aggr_mode != AGGR_GLOBAL)
  return;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel)
  evsel__copy_res_stats(evsel);
}

static size_t pkg_id_hash(long __key, void *ctx __maybe_unused)
{
 uint64_t *key = (uint64_t *) __key;

 return *key & 0xffffffff;
}

static bool pkg_id_equal(long __key1, long __key2, void *ctx __maybe_unused)
{
 uint64_t *key1 = (uint64_t *) __key1;
 uint64_t *key2 = (uint64_t *) __key2;

 return *key1 == *key2;
}

static int check_per_pkg(struct evsel *counter, struct perf_counts_values *vals,
    int cpu_map_idx, bool *skip)
{
 struct hashmap *mask = counter->per_pkg_mask;
 struct perf_cpu_map *cpus = evsel__cpus(counter);
 struct perf_cpu cpu = perf_cpu_map__cpu(cpus, cpu_map_idx);
 int s, d, ret = 0;
 uint64_t *key;

 *skip = false;

 if (!counter->per_pkg)
  return 0;

 if (perf_cpu_map__is_any_cpu_or_is_empty(cpus))
  return 0;

 if (!mask) {
  mask = hashmap__new(pkg_id_hash, pkg_id_equal, NULL);
  if (IS_ERR(mask))
   return -ENOMEM;

  counter->per_pkg_mask = mask;
 }

 /*
  * we do not consider an event that has not run as a good
  * instance to mark a package as used (skip=1). Otherwise
  * we may run into a situation where the first CPU in a package
  * is not running anything, yet the second is, and this function
  * would mark the package as used after the first CPU and would
  * not read the values from the second CPU.
 */
 if (!(vals->run && vals->ena))
  return 0;

 s = cpu__get_socket_id(cpu);
 if (s < 0)
  return -1;

 /*
  * On multi-die system, die_id > 0. On no-die system, die_id = 0.
  * We use hashmap(socket, die) to check the used socket+die pair.
 */
 d = cpu__get_die_id(cpu);
 if (d < 0)
  return -1;

 key = malloc(sizeof(*key));
 if (!key)
  return -ENOMEM;

 *key = (uint64_t)d << 32 | s;
 if (hashmap__find(mask, key, NULL)) {
  *skip = true;
  free(key);
 } else
  ret = hashmap__add(mask, key, 1);

 return ret;
}

static bool evsel__count_has_error(struct evsel *evsel,
       struct perf_counts_values *count,
       struct perf_stat_config *config)
{
 /* the evsel was failed already */
 if (evsel->err || evsel->counts->scaled == -1)
  return true;

 /* this is meaningful for CPU aggregation modes only */
 if (config->aggr_mode == AGGR_GLOBAL)
  return false;

 /* it's considered ok when it actually ran */
 if (count->ena != 0 && count->run != 0)
  return false;

 return true;
}

static int
process_counter_values(struct perf_stat_config *config, struct evsel *evsel,
         int cpu_map_idx, int thread,
         struct perf_counts_values *count)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
 static struct perf_counts_values zero;
 bool skip = false;

 if (check_per_pkg(evsel, count, cpu_map_idx, &skip)) {
  pr_err("failed to read per-pkg counter\n");
  return -1;
 }

 if (skip)
  count = &zero;

 if (!evsel->snapshot)
  evsel__compute_deltas(evsel, cpu_map_idx, thread, count);
 perf_counts_values__scale(count, config->scale, NULL);

 if (config->aggr_mode == AGGR_THREAD) {
  struct perf_counts_values *aggr_counts = &ps->aggr[thread].counts;

  /*
   * Skip value 0 when enabling --per-thread globally,
   * otherwise too many 0 output.
 */
  if (count->val == 0 && config->system_wide)
   return 0;

  ps->aggr[thread].nr++;

  aggr_counts->val += count->val;
  aggr_counts->ena += count->ena;
  aggr_counts->run += count->run;
  return 0;
 }

 if (ps->aggr) {
  struct perf_cpu cpu = perf_cpu_map__cpu(evsel->core.cpus, cpu_map_idx);
  struct aggr_cpu_id aggr_id = config->aggr_get_id(config, cpu);
  struct perf_stat_aggr *ps_aggr;
  int i;

  for (i = 0; i < ps->nr_aggr; i++) {
   if (!aggr_cpu_id__equal(&aggr_id, &config->aggr_map->map[i]))
    continue;

   ps_aggr = &ps->aggr[i];
   ps_aggr->nr++;

   /*
    * When any result is bad, make them all to give consistent output
    * in interval mode.  But per-task counters can have 0 enabled time
    * when some tasks are idle.
 */
   if (evsel__count_has_error(evsel, count, config) && !ps_aggr->failed) {
    ps_aggr->counts.val = 0;
    ps_aggr->counts.ena = 0;
    ps_aggr->counts.run = 0;
    ps_aggr->failed = true;
   }

   if (!ps_aggr->failed) {
    ps_aggr->counts.val += count->val;
    ps_aggr->counts.ena += count->ena;
    ps_aggr->counts.run += count->run;
   }
   break;
  }
 }

 return 0;
}

static int process_counter_maps(struct perf_stat_config *config,
    struct evsel *counter)
{
 int nthreads = perf_thread_map__nr(counter->core.threads);
 int ncpus = evsel__nr_cpus(counter);
 int idx, thread;

 for (thread = 0; thread < nthreads; thread++) {
  for (idx = 0; idx < ncpus; idx++) {
   if (process_counter_values(config, counter, idx, thread,
         perf_counts(counter->counts, idx, thread)))
    return -1;
  }
 }

 return 0;
}

int perf_stat_process_counter(struct perf_stat_config *config,
         struct evsel *counter)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = counter->stats;
 u64 *count;
 int ret;

 if (counter->per_pkg)
  evsel__zero_per_pkg(counter);

 ret = process_counter_maps(config, counter);
 if (ret)
  return ret;

 if (config->aggr_mode != AGGR_GLOBAL)
  return 0;

 /*
  * GLOBAL aggregation mode only has a single aggr counts,
  * so we can use ps->aggr[0] as the actual output.
 */
 count = ps->aggr[0].counts.values;
 update_stats(&ps->res_stats, *count);

 if (verbose > 0) {
  fprintf(config->output, "%s: %" PRIu64 " %" PRIu64 " %" PRIu64 "\n",
   evsel__name(counter), count[0], count[1], count[2]);
 }

 return 0;
}

static int evsel__merge_aggr_counters(struct evsel *evsel, struct evsel *alias)
{
 struct perf_stat_evsel *ps_a = evsel->stats;
 struct perf_stat_evsel *ps_b = alias->stats;
 int i;

 if (ps_a->aggr == NULL && ps_b->aggr == NULL)
  return 0;

 if (ps_a->nr_aggr != ps_b->nr_aggr) {
  pr_err("Unmatched aggregation mode between aliases\n");
  return -1;
 }

 for (i = 0; i < ps_a->nr_aggr; i++) {
  struct perf_counts_values *aggr_counts_a = &ps_a->aggr[i].counts;
  struct perf_counts_values *aggr_counts_b = &ps_b->aggr[i].counts;

  ps_a->aggr[i].nr += ps_b->aggr[i].nr;

  aggr_counts_a->val += aggr_counts_b->val;
  aggr_counts_a->ena += aggr_counts_b->ena;
  aggr_counts_a->run += aggr_counts_b->run;
 }

 return 0;
}

static void evsel__merge_aliases(struct evsel *evsel)
{
 struct evlist *evlist = evsel->evlist;
 struct evsel *alias;

 alias = list_prepare_entry(evsel, &(evlist->core.entries), core.node);
 list_for_each_entry_continue(alias, &evlist->core.entries, core.node) {
  if (alias->first_wildcard_match == evsel) {
   /* Merge the same events on different PMUs. */
   evsel__merge_aggr_counters(evsel, alias);
  }
 }
}

static bool evsel__should_merge_hybrid(const struct evsel *evsel,
           const struct perf_stat_config *config)
{
 return config->hybrid_merge && evsel__is_hybrid(evsel);
}

static void evsel__merge_stats(struct evsel *evsel, struct perf_stat_config *config)
{
 if (!evsel->pmu || !evsel->pmu->is_core || evsel__should_merge_hybrid(evsel, config))
  evsel__merge_aliases(evsel);
}

/* merge the same uncore and hybrid events if requested */
void perf_stat_merge_counters(struct perf_stat_config *config, struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 if (config->aggr_mode == AGGR_NONE)
  return;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel)
  evsel__merge_stats(evsel, config);
}

static void evsel__update_percore_stats(struct evsel *evsel, struct aggr_cpu_id *core_id)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
 struct perf_counts_values counts = { 0, };
 struct aggr_cpu_id id;
 struct perf_cpu cpu;
 int idx;

 /* collect per-core counts */
 perf_cpu_map__for_each_cpu(cpu, idx, evsel->core.cpus) {
  struct perf_stat_aggr *aggr = &ps->aggr[idx];

  id = aggr_cpu_id__core(cpu, NULL);
  if (!aggr_cpu_id__equal(core_id, &id))
   continue;

  counts.val += aggr->counts.val;
  counts.ena += aggr->counts.ena;
  counts.run += aggr->counts.run;
 }

 /* update aggregated per-core counts for each CPU */
 perf_cpu_map__for_each_cpu(cpu, idx, evsel->core.cpus) {
  struct perf_stat_aggr *aggr = &ps->aggr[idx];

  id = aggr_cpu_id__core(cpu, NULL);
  if (!aggr_cpu_id__equal(core_id, &id))
   continue;

  aggr->counts.val = counts.val;
  aggr->counts.ena = counts.ena;
  aggr->counts.run = counts.run;

  aggr->used = true;
 }
}

/* we have an aggr_map for cpu, but want to aggregate the counters per-core */
static void evsel__process_percore(struct evsel *evsel)
{
 struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
 struct aggr_cpu_id core_id;
 struct perf_cpu cpu;
 int idx;

 if (!evsel->percore)
  return;

 perf_cpu_map__for_each_cpu(cpu, idx, evsel->core.cpus) {
  struct perf_stat_aggr *aggr = &ps->aggr[idx];

  if (aggr->used)
   continue;

  core_id = aggr_cpu_id__core(cpu, NULL);
  evsel__update_percore_stats(evsel, &core_id);
 }
}

/* process cpu stats on per-core events */
void perf_stat_process_percore(struct perf_stat_config *config, struct evlist *evlist)
{
 struct evsel *evsel;

 if (config->aggr_mode != AGGR_NONE)
  return;

 evlist__for_each_entry(evlist, evsel)
  evsel__process_percore(evsel);
}

int perf_event__process_stat_event(struct perf_session *session,
       union perf_event *event)
{
 struct perf_counts_values count, *ptr;
 struct perf_record_stat *st = &event->stat;
 struct evsel *counter;
 int cpu_map_idx;

 count.val = st->val;
 count.ena = st->ena;
 count.run = st->run;

 counter = evlist__id2evsel(session->evlist, st->id);
 if (!counter) {
  pr_err("Failed to resolve counter for stat event.\n");
  return -EINVAL;
 }
 cpu_map_idx = perf_cpu_map__idx(evsel__cpus(counter), (struct perf_cpu){.cpu = st->cpu});
 if (cpu_map_idx == -1) {
  pr_err("Invalid CPU %d for event %s.\n", st->cpu, evsel__name(counter));
  return -EINVAL;
 }
 ptr = perf_counts(counter->counts, cpu_map_idx, st->thread);
 if (ptr == NULL) {
  pr_err("Failed to find perf count for CPU %d thread %d on event %s.\n",
   st->cpu, st->thread, evsel__name(counter));
  return -EINVAL;
 }
 *ptr = count;
 counter->supported = true;
 return 0;
}

size_t perf_event__fprintf_stat(union perf_event *event, FILE *fp)
{
 struct perf_record_stat *st = (struct perf_record_stat *)event;
 size_t ret;

 ret  = fprintf(fp, "\n... id %" PRI_lu64 ", cpu %d, thread %d\n",
         st->id, st->cpu, st->thread);
 ret += fprintf(fp, "... value %" PRI_lu64 ", enabled %" PRI_lu64 ", running %" PRI_lu64 "\n",
         st->val, st->ena, st->run);

 return ret;
}

size_t perf_event__fprintf_stat_round(union perf_event *event, FILE *fp)
{
 struct perf_record_stat_round *rd = (struct perf_record_stat_round *)event;
 size_t ret;

 ret = fprintf(fp, "\n... time %" PRI_lu64 ", type %s\n", rd->time,
        rd->type == PERF_STAT_ROUND_TYPE__FINAL ? "FINAL" : "INTERVAL");

 return ret;
}

size_t perf_event__fprintf_stat_config(union perf_event *event, FILE *fp)
{
 struct perf_stat_config sc = {};
 size_t ret;

 perf_event__read_stat_config(&sc, &event->stat_config);

 ret  = fprintf(fp, "\n");
 ret += fprintf(fp, "... aggr_mode %d\n", sc.aggr_mode);
 ret += fprintf(fp, "... scale     %d\n", sc.scale);
 ret += fprintf(fp, "... interval  %u\n", sc.interval);

 return ret;
}

int create_perf_stat_counter(struct evsel *evsel,
        struct perf_stat_config *config,
        struct target *target,
        int cpu_map_idx)
{
 struct perf_event_attr *attr = &evsel->core.attr;
 struct evsel *leader = evsel__leader(evsel);

 attr->read_format = PERF_FORMAT_TOTAL_TIME_ENABLED |
       PERF_FORMAT_TOTAL_TIME_RUNNING;

 /*
  * The event is part of non trivial group, let's enable
  * the group read (for leader) and ID retrieval for all
  * members.
 */
 if (leader->core.nr_members > 1)
  attr->read_format |= PERF_FORMAT_ID|PERF_FORMAT_GROUP;

 attr->inherit = !config->no_inherit && list_empty(&evsel->bpf_counter_list);

 /*
  * Some events get initialized with sample_(period/type) set,
  * like tracepoints. Clear it up for counting.
 */
 attr->sample_period = 0;

 if (config->identifier)
  attr->sample_type = PERF_SAMPLE_IDENTIFIER;

 if (config->all_user) {
  attr->exclude_kernel = 1;
  attr->exclude_user   = 0;
 }

 if (config->all_kernel) {
  attr->exclude_kernel = 0;
  attr->exclude_user   = 1;
 }

 /*
  * Disabling all counters initially, they will be enabled
  * either manually by us or by kernel via enable_on_exec
  * set later.
 */
 if (evsel__is_group_leader(evsel)) {
  attr->disabled = 1;

  if (target__enable_on_exec(target))
   attr->enable_on_exec = 1;
 }

 return evsel__open_per_cpu_and_thread(evsel, evsel__cpus(evsel), cpu_map_idx,
           evsel->core.threads);
}