cpupower监视器中的C状态Cx是什么

Question

我正在分析一个应用程序在运行 linux 的 x86-64 处理器上的执行时间。在开始对应用程序进行基准测试之前，我想确保禁用动态频率缩放和空闲状态。

检查频率缩放

$ cat /sys/devices/system/cpu/cpufreq/boost
0

这告诉我频率缩放（Intel 的 Turbo Boost 或 AMD 的 Turbo Core）被禁用。事实上，我们将其设置为恒定的 2GHz，这在下一个练习中很明显。

检查 CPU 空闲

$ cpupower --cpu 0-63 idle-info
CPUidle driver: none

CPUidle governor: menu
analyzing CPU 0:

CPU 0: No idle states

analyzing CPU 1:

CPU 1: No idle states

analyzing CPU 2:

CPU 2: No idle states
...

因此，空闲状态被禁用。现在我确定可以干扰基准测试的两个“功能”都被禁用，我继续使用 cpupower 监视应用程序。

但是，当我运行我的应用程序来监控 C 状态时，我发现超过 99% 的时间都花在了 C0 状态，这应该是这种情况。但是，我也看到了一种称为 Cx 状态的东西，其中内核花费了 0.01 - 0.02% 的时间。

$ cpupower monitor -c ./my_app
./my_app took 32.28017 seconds and exited with status 0
    |Mperf
CPU | C0   | Cx   | Freq
   0| 99.98|  0.02|  1998
  32| 99.98|  0.02|  1998
   1|100.00|  0.00|  1998
  33| 99.99|  0.01|  1998
   2|100.00|  0.00|  1998
  34| 99.99|  0.01|  1998
   3|100.00|  0.00|  1998
  35| 99.99|  0.01|  1998
  ...

所以，很高兴理解下面的内容。

1. 什么是 Cx 状态？看到这么低的数字，我应该不那么烦恼吗？
2. 除了频率缩放和 CPU 空闲之外，还有其他我应该关心的功能吗（从基准测试的角度来看）？

奖金问题

3. 什么CPUidle driver: none意思？

编辑 1

对于基准测试期间关于其他问题的第二个问题，我最近发现用于调度目的的 CPU 内核上的本地定时器中断可能会使测量结果发生偏差，因此在 Linux 内核中启用了CONFIG_NO_HZ_FULL以启用无滴答模式

Answer 1

开源软件的美妙之处在于你可以随时去检查:)
cpupower monitor使用不同的监视器，mperf监视器定义了这个数组：

static cstate_t mperf_cstates[MPERF_CSTATE_COUNT] = {
    {
        .name           = "C0",
        .desc           = N_("Processor Core not idle"),
        .id         = C0,
        .range          = RANGE_THREAD,
        .get_count_percent  = mperf_get_count_percent,
    },
    {
        .name           = "Cx",
        .desc           = N_("Processor Core in an idle state"),
        .id         = Cx,
        .range          = RANGE_THREAD,
        .get_count_percent  = mperf_get_count_percent,
    },

    {
        .name           = "Freq",
        .desc           = N_("Average Frequency (including boost) in MHz"),
        .id         = AVG_FREQ,
        .range          = RANGE_THREAD,
        .get_count      = mperf_get_count_freq,
    },
};

从逻辑上讲，Cx意味着任何 C 状态都不是C0，即任何空闲状态（请注意，这些状态不是 ACPI 状态，尽管更高的数字是更深的睡眠状态 - ACPI off 是 C6）。

注意如何Cx计算：

if (id == Cx)
    *percent = 100.0 - *percent;

Cx只是 的补充C0。
这是因为使用的IA32_M/APERF计数器在任何 C 状态下都不计数，但是C0：

C0 TSC 频率时钟计数
在逻辑处理器处于 C0 时以固定间隔（相对于 TSC 频率）递增。

^{IA32_APERF手册中有类似的定义}。

进行基准测试时有很多事情需要考虑，可能不仅仅是作为次要答案列出的。
一般来说，稍后运行的测试代码会发现缓存中至少有一部分是热数据（TLB 和任何内部缓存都一样）。

根据基准程序，中断关联也是需要考虑的。

但是我想说，在禁用涡轮增压和缩放的情况下，您几乎可以进行测试了。

CPUIdle 驱动程序是内核的一个组件，用于控制进入和退出空闲状态的平台相关部分。
对于 Intel CPU（和 AMD CPU？），内核可以使用ACPI processor_idle驱动程序（如果启用）或intel_idle（使用mwait）。