Linux停测量一次context switch所花的时间
日期：2014-05-16 浏览次数：20621 次
Linux下测量一次context switch所花的时间
看到水木上的一道题，Write a C program which measures the speed of a context switch on a UNIX/Linux system.刚开始想了好久都没有思路，后来想到了一个办法，不过不知道是不是出题者想要的东西，但是我觉得这个已经算是精度比较高的一个办法了。
具体做做法是：
在父子进程之间切换，来计算context switch的时间，于是写了一段代码（Linux only 的程序）
1.通过sched_setaffinity将进程绑定在某一个CPU上（如果是多核的话，比如CPU0），fork出来的子进程也会继承这个属性
2. 通过sched_setscheduler讲进程设置成SCHED_FIFO（这步需要root权限），即实时进程调度，同时，将优先级调到最高（最高优先级可以通过sched_get_priority_max系统调用得到，fork出来的子进程也会继承这个属性，这么做是为了保证CPU0上父进程和子进程优先级最高，父进程切换出来内核调度到的一定是子进程）
3.创建管道，用于在fork之后，父进程和子进程利用管道循环读写n次，读写一个int，用此来进行context switch
4. fork,，父进程先获取当前时间戳（gettimeofday），然后往管道中写，。这时子进程应该能从read中返回，然后子进程写一个int，父进程读，如此循环n次。结束之后，子进程获取当前时间戳。这两个时间戳之差就是大致n*2次的context switch的时间
附上实际的代码：
看到水木上的一道题，Write a C program which measures the speed of a context switch on a UNIX/Linux system.刚开始想了好久都没有思路，后来想到了一个办法，不过不知道是不是出题者想要的东西，但是我觉得这个已经算是精度比较高的一个办法了。
具体做做法是：
在父子进程之间切换，来计算context switch的时间，于是写了一段代码（Linux only 的程序）
1.通过sched_setaffinity将进程绑定在某一个CPU上（如果是多核的话，比如CPU0），fork出来的子进程也会继承这个属性
2. 通过sched_setscheduler讲进程设置成SCHED_FIFO（这步需要root权限），即实时进程调度，同时，将优先级调到最高（最高优先级可以通过sched_get_priority_max系统调用得到，fork出来的子进程也会继承这个属性，这么做是为了保证CPU0上父进程和子进程优先级最高，父进程切换出来内核调度到的一定是子进程）
3.创建管道，用于在fork之后，父进程和子进程利用管道循环读写n次，读写一个int，用此来进行context switch
4. fork,，父进程先获取当前时间戳（gettimeofday），然后往管道中写，。这时子进程应该能从read中返回，然后子进程写一个int，父进程读，如此循环n次。结束之后，子进程获取当前时间戳。这两个时间戳之差就是大致n*2次的context switch的时间
附上实际的代码：
#define _GNU_SOURCE
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sched.h>
#include <time.h>
#include <sys/time.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/wait.h>
int main(int argc, char* argv[])
{
int prio_max,data,i,iter_count;
int pfd1[2],pfd2[2],time_pipe[2];
pid_t pid,child;
struct timeval start,end;
struct sched_param prio_param;
cpu_set_t cpuset;
if( argc > 1 )
iter_count = atoi(argv[1]);
else
iter_count = 10000;
CPU_ZERO(&cpuset);
CPU_SET(0,&cpuset);
memset(&prio_param,0,sizeof(struct sched_param));
pid = getpid();
if( sched_setaffinity(pid,sizeof(cpu_set_t),&cpuset) < 0 ){
perror("sched_setaffinity");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( (prio_max = sched_get_priority_max(SCHED_FIFO)) < 0 ){
perror("sched_get_priority_max");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("prio_max: %d\n",prio_max);
prio_param.sched_priority = prio_max;
if( sched_setscheduler(pid,SCHED_FIFO,&prio_param) < 0 ){
perror("sched_setscheduler");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( pipe(pfd1) < 0 ){
perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( pipe(pfd2) < 0 ){
perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( pipe(time_pipe) < 0 ){
perror("pipe");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( (child = fork()) < 0 ){
perror("fork");
exit(EXIT_FAILURE);
}else if( child == 0 ){
int n = sizeof(data);
close(pfd1[1]);
close(pfd2[0]);
close(time_pipe[0]);
for( i = 0; i < iter_count; i++ ){
if( read(pfd1[0],&data,sizeof(data)) != n ){
perror("read at child process");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if( write(pfd2[1],&data,sizeof(data)) != n){
perror("write at child process");
exit(EXIT_FAILURE);
}
}
gettimeofday(&end,NULL);
n = sizeof(struct timeval);
if( write(time_pipe[1],&end,sizeof(struct timeval)) != n ){
perror("write at child process");
exit(EXIT_FAILURE);
}
close(pfd1[0]);
close(pfd2[1]);
close(time_pipe[1]);
exit(EXIT_SUCCESS);
}else{
double switch_time,yield_time;
struct timeval yield;
int n;
close(pfd1[0]
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