深入理解perf報告中的swapper進程

一、前言

1、在perf監控進程的系統調用時，會出現大量swapper進程
2、官方描述該進程是當CPU上沒有其他任務運行時，就會執行swapper。換句話說swapper意味著CPU啥事也沒乾，跑去休息去了
3、本文來觀察一下swapper在cpu上的表現

二、環境準備

三、準備腳本

祭出我們強有力的工具systemtap，這裡需要註意的是，systemtap各版本之間有一定的差異，我的版本是在這裡下載的：https://sourceware.org/systemtap/getinvolved.html

root@wilson-ubuntu:/opt/stap# stap -V
Systemtap translator/driver (version 4.2/0.165, commit release-4.1-41-g9cde541d4464)
Copyright (C) 2005-2019 Red Hat, Inc. and others
This is free software; see the source for copying conditions.
tested kernel versions: 2.6.18 ... 5.1-rc2
enabled features: PYTHON3 NLS

確定好版本之後，編寫一個腳本，主要用到probe::scheduler.cpu_off，https://sourceware.org/systemtap/tapsets/API-scheduler-cpu-off.html

腳本如下：

probe scheduler.cpu_off
{
        printf("%20s (%5d) %5s %20s (%5d)  , is idle:%d \n ", task_execname(task_prev),task_pid(task_prev),"==>",task_execname(task_next),task_pid(task_next),idle)
}

腳本非常簡單，scheduler.cpu_off主要描述了進程離開CPU的狀態：
task_prev：即將離開CPU的進程
task_next：即將進入CPU的進程
idle：cpu是否處於空閑，這個變數就是我們關註的重點，如果idle為1，那就證明CPU並沒有運行任務

四、運行腳本

由於數據量太大，我們篩選一部分：

root@wilson-ubuntu:/opt/stap# stap switch.stp
...
            swapper/0 (    0)   ==>               stapio (29159)  , is idle:1
               stapio (29159)   ==>            swapper/0 (    0)  , is idle:0
            swapper/0 (    0)   ==>            rcu_sched (    7)  , is idle:1
            rcu_sched (    7)   ==>            swapper/0 (    0)  , is idle:0
            swapper/2 (    0)   ==>       irq/31-iwlwifi (  542)  , is idle:1
       irq/31-iwlwifi (  542)   ==>            swapper/2 (    0)  , is idle:0
            swapper/2 (    0)   ==>       irq/31-iwlwifi (  542)  , is idle:1
       irq/31-iwlwifi (  542)   ==>            swapper/2 (    0)  , is idle:0
            swapper/2 (    0)   ==>       irq/31-iwlwifi (  542)  , is idle:1
       irq/31-iwlwifi (  542)   ==>            swapper/2 (    0)  , is idle:0
            swapper/2 (    0)   ==>       irq/31-iwlwifi (  542)  , is idle:1
       irq/31-iwlwifi (  542)   ==>            swapper/2 (    0)  , is idle:0
            swapper/0 (    0)   ==>            rcu_sched (    7)  , is idle:1
            rcu_sched (    7)   ==>            swapper/0 (    0)  , is idle:0
            swapper/2 (    0)   ==>       irq/31-iwlwifi (  542)  , is idle:1
       irq/31-iwlwifi (  542)   ==>            swapper/2 (    0)  , is idle:0
            swapper/2 (    0)   ==>       irq/31-iwlwifi (  542)  , is idle:1
       irq/31-iwlwifi (  542)   ==>            swapper/2 (    0)  , is idle:0
            swapper/0 (    0)   ==>            rcu_sched (    7)  , is idle:1
            swapper/1 (    0)   ==>               stapio (29159)  , is idle:1
...

1、由於是4核的cpu，所以有4個swapper，swapper/n
2、swapper的進程號是0，在系統初始化時創建init進程，之後它就成了一個最低優先順序的空閑任務
3、當swapper出現在左邊的時候（即將離開cpu的進程），對應最後一個欄位idle是1，這時候證明cpu上運行的swapper進程（CPU去閑散去了）
4、由此驗證了，當cpu運行swapper進程的時候，實際上cpu是處於閑散的狀態，並沒有任何真正的任務在上面運行，處於idle狀態

至此，本文結束
在下才疏學淺，有撒湯漏水的，請各位不吝賜教...