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Linux cyclictest 命令 - 测试 CPU 负载和响应时间

介绍​

cyclictest 是一个用于测试 Linux 内核实时性的命令行程序，是 rt-tests 下的一个测试工具，也是 rt-tests 下使用最广泛的测试工具，一般用来测试 Linux 内核的延迟。

cyclictest 命令由 rt-tests 软件包提供，在 Debian/Ubuntu 系统上可以使用如下命令进行安装。

sudo apt install rt-tests

代码仓库：https://git.kernel.org/pub/scm/utils/rt-tests/rt-tests

语法：

cyclictest <options>

选项：

  • -a, --affinity[=PROC-SET]：指示 CPU 亲和性，即在处理器 N 上运行线程，例如 -a 0,1,2、-a 0-2、-a 0-2,4 都可以，! 表示否定，如 -a !2-4 表示绑定在 2-4 以外的所有 CPU 核上。
  • -A, --align=USEC：以微秒为单位将测量线程唤醒与特定偏移量对齐。
  • -b, --breaktrace=USEC：调试选项，用于控制实施抢占补丁中的延迟跟踪器。当延时大于 USEC 指定的值时，发送停止跟踪。USEC 单位为 μs。
  • -c, --clock=CLOCK：选择时钟。0 为线性增长时钟，1 为墙上时间时钟。当设置 -s 选项时，该选项失效。
  • -C, --context：上下文切换。调试相关，和 -b 选项一起用的。
  • -d, --distance=DIST：当多个线程时，设置间隔（睡眠时间）的增量 distance。interval (线程n) = interval (线程n-1) + DIST。当该选项设置为 0 时，即 DIST=0 时，所有线程都会在同一时间醒来，不过这违背了cyclictest 的初衷，它是想测试每时每刻系统响应速度，而不是一瞬间把系统爆掉。
  • -E, --event：调试相关，和 -b 选项联合使用。
  • -f, --ftrace：调试相关，和 -b 选项联合使用。
  • -h, --histogram=US：输出直方图到 stdout。指定要跟踪的最大的延迟数值。
  • --histfile=<path>：输出直方图到文件。
  • -H：同 -h 选项，同时该选项还会输出多一列数据在最右边，表示求和，当只有一个线程时，-H 等价于 -h。
  • -i, --interval=INTV：设置第一个线程的间隔（睡眠时间），默认 1000us。
  • -l, --loops=LOOPS：默认为 0，表示无止境测下去。
  • -m, --mlockall：锁定当前和未来的内存分配以阻止被 page out（页调出）。
  • -M, --refresh_on_max：延迟更新屏幕直到达到新的最大延迟（对于在低带宽连接上运行循环测试很有用）。
  • -n, --nanosleep：使用 clock_nanosleep 代替 posix interval timer。
  • -N, --nsecs：用纳秒为单位显示结果，而不是默认的微秒。
  • -o, --oscope=RED：示波器模式。
  • -O, --traceopt=TRACING_OPTION：跟踪选项相关。
  • -p, --prio=PRIO：设置第一个线程的优先级。Priority(n) = max (Priority(n-1)-1, 0)
  • -q, --quiet：静默模式，只输出概述信息。适用于自动化测试的时候，在脚本中使用这个选项。
  • -r, --relative：使用相对时间。默认绝对时间。官方手册不建议使用。
  • -s, --system：使用 sys_nanosleep 和 sys_setitimer 取代 posix timer。但是 -s 选项只应该在一个线程时使用，因为 itimer 每个进程只有一个，而不是每个线程都有。该选项可以结合 -n 选项一起使用，这样就不会受限于只对一个线程使用了。
  • -S, --smp：为 SMP 系统上的标准测试设置选项。等效于使用选项 -t -a -n 以及在所有线程中保持任何指定的优先级相等。
  • -t, --threads[=NUM]：该选项用来指定线程数。没有指定该选项时，默认 1 个线程。指定了该选项但又没有指定数字时，会开启 CPU 核心个数个线程。
  • -T, --tracer=TRACEFUNC：跟踪器相关。
  • -v, --verbose：输出统计信息。结合 -l 使用。
  • -D, --duration=TIME：运行时间，默认单位 s，可以使用 “m h d” 代表分钟、小时、天。
  • -w, --wakeup：唤醒追踪，配合 -b 选项。
  • -W, --wakeuprt：实时线程唤醒追踪，配合 -b 选项。
  • -y, --policy=NAME：设置调度策略。可选 other、normal、batch、idle、fifo、rr 策略。

示例​

运行 5 个线程，线程优先级 80，无限循环

cyclictest -t 5 -p 80 -n

运行 1 个线程（使用 clock_nanosleep），线程优先级 80，间隔 10000 微秒，10000 次循环，无负载

cyclictest -t1 -p 80 -n -i 10000 -l 10000

运行 1 个线程（使用 posix interval timer）线程优先级 80，间隔 10000 微秒，10000 次循环，无负载

cyclictest -t1 -p 80 -i 10000 -l 10000

输出格式​

下面是 cyclictest 测试示例运行时的打印信息：

$ sudo cyclictest -t 5 -p 80
# /dev/cpu_dma_latency set to 0us
policy: fifo: loadavg: 1.85 1.89 3.04 1/2760 1556268           

T: 0 (1556027) P:80 I:1000 C:  14957 Min:      1 Act:    2 Avg:    2 Max:     258
T: 1 (1556028) P:80 I:1500 C:   9971 Min:      1 Act:    2 Avg:    2 Max:     365
T: 2 (1556029) P:80 I:2000 C:   7478 Min:      1 Act:    7 Avg:    3 Max:     388
T: 3 (1556030) P:80 I:2500 C:   5982 Min:      1 Act:    4 Avg:    2 Max:      39
T: 4 (1556031) P:80 I:3000 C:   4985 Min:      1 Act:    3 Avg:    3 Max:     224

输出字段说明如下表所示：

字段描述
T线程序号，括号里面是 PID
P线程优先级
C计数器（线程的时间间隔每达到一次，计数器加 1）
I时间间隔，单位是微秒（us）
Min最小延时，单位是微秒（us）
Act最近一次的延时，单位是微秒（us）
Avg平均延时，单位是微秒（us）
Max最大延时，单位是微秒（us）