我正在寻找系统调用方面的一些清晰度。我尝试通过直接调用系统调用来避免 vDSO clock_gettime。这是一个名为 的程序的片段sys_clock_gettime。
int clock = CLOCK_MONOTONIC;
struct timespec ts;
if (syscall(__NR_clock_gettime, clock, &ts) == -1){
exit(-1);
}
该程序采用时钟的名称（CLOCK_BOOTTIME, CLOCK_MONOTONIC等）和要进行的许多调用。例如，下面的代码片段将调用 100 次clock_gettime时钟CLOCK_BOOTTIME。
./sys_clock_gettime CLOCK_BOOTTIME 100
我尝试用它ltrace来弄清楚发生了什么：
ltrace -cS ./sys_clock_gettime CLOCK_BOOTTIME 100
% time seconds usecs/call calls function
------ ----------- ----------- --------- --------------------
77.41 0.006887 68 100 syscall
14.32 0.001274 12 100 clock_gettime
1.79 0.000159 159 1 brk
1.17 0.000104 104 1 exit
1.16 0.000103 51 2 strcmp
0.82 0.000073 14 5 mmap
0.65 0.000058 14 4 mprotect
0.61 0.000054 54 1 exit_group
0.51 0.000045 45 1 atoi
0.31 0.000028 14 2 openat
0.30 0.000027 13 2 fstat
0.29 0.000026 13 2 close
0.19 0.000017 17 1 munmap
0.17 0.000015 15 1 access
0.16 0.000014 14 1 read
0.15 0.000013 13 1 arch_prctl
------ ----------- ----------- --------- --------------------
100.00 0.008897 225 total
由于某种原因，既有syscall条目又有clock_gettime条目。您可以看出这syscall是一个库条目，而这clock_gettime是一个系统调用条目，因为如果您禁用-S其中的模式，ltrace它将不会显示。如果我对系统调用的执行时间感兴趣，我应该添加syscall和clock_gettime信息吗？由于某种原因，这只发生在我在 Amazon Linux 2 中运行此程序时，当在我自己的计算机中的 Ubuntu VM 中运行时，我只得到一个SYS_clock_gettime条目，正如我所期望的那样。
vdso_clock_gettime现在，将其与另一个具有相同参数的程序（我们称之为 ）进行比较。
ltrace -cS ./vdso_clock_gettime CLOCK_BOOTTIME 100
% time seconds usecs/call calls function
------ ----------- ----------- --------- --------------------
85.82 0.004340 43 100 clock_gettime
3.08 0.000156 156 1 brk
2.02 0.000102 51 2 strcmp
1.90 0.000096 96 1 exit
1.38 0.000070 14 5 mmap
1.13 0.000057 14 4 mprotect
0.97 0.000049 49 1 exit_group
0.93 0.000047 47 1 atoi
0.59 0.000030 15 2 openat
0.51 0.000026 13 2 fstat
0.51 0.000026 13 2 close
0.32 0.000016 16 1 access
0.32 0.000016 16 1 munmap
0.26 0.000013 13 1 read
0.26 0.000013 13 1 arch_prctl
------ ----------- ----------- --------- --------------------
100.00 0.005057 125 total
如果我不添加第一个程序输出中的syscall和条目，那么调用系统调用所需的总时间实际上比我在第二个程序中调用 vDSO 版本（43 usecs/调用）要低（12 usecs/调用）程序。在我看来，这没有意义。仅当第一个程序的调用每次调用大约 80 usecs（两个条目相加）时才有意义，因为 vDSO 应该会加速这一过程。clock_gettimeclock_gettime
我知道在这个系统（内核 5.10）中，clock_gettime是通过 vDSO 加速的，因为当我运行下面的代码片段时，我没有得到任何输出：
strace -e clock_gettime,gettimeofday -- date >/dev/null
+++ exited with 0 +++
我不确定这是否相关，但时钟源设置为tsc.对这里发生的事情有什么想法吗？
编辑：查看实际的跟踪，我开始认为对的调用syscall包括两者。
syscall(228, 7, 0x7ffd270f9c80, 0x1999999999999999 <unfinished ...>
clock_gettime@SYS(7, 0x7ffd270f9c80, 0x1999999999999999, 0x7ffd270fa70a) = 0
<... syscall resumed> )
我还尝试过nanosleep，如果我同时计算syscall和nanosleep通话，睡眠时间会加倍，这是没有意义的。我对么？
答案1
我怀疑一些混乱是由于命名造成的。在我的系统上，强制系统调用会产生以下样式的跟踪：
% time seconds usecs/call calls function
------ ----------- ----------- --------- --------------------
84.10 0.005402 54 100 syscall
10.14 0.000651 6 100 SYS_clock_gettime
1.87 0.000120 17 7 SYS_mmap
0.97 0.000062 62 1 SYS_brk
0.72 0.000046 11 4 SYS_mprotect
0.47 0.000030 30 1 SYS_access
0.45 0.000029 29 1 SYS_read
0.37 0.000024 12 2 SYS_fstat
0.31 0.000020 10 2 SYS_openat
0.26 0.000017 17 1 SYS_munmap
0.23 0.000015 7 2 SYS_close
0.11 0.000007 7 1 SYS_arch_prctl
------ ----------- ----------- --------- --------------------
100.00 0.006423 222 total
使用 vDSO 会生成以下样式的跟踪：
% time seconds usecs/call calls function
------ ----------- ----------- --------- --------------------
93.17 0.004158 41 100 clock_gettime
1.66 0.000074 74 1 SYS_access
1.61 0.000072 10 7 SYS_mmap
0.92 0.000041 10 4 SYS_mprotect
0.72 0.000032 16 2 SYS_openat
0.56 0.000025 25 1 SYS_brk
0.36 0.000016 8 2 SYS_close
0.34 0.000015 7 2 SYS_fstat
0.34 0.000015 15 1 SYS_munmap
0.18 0.000008 8 1 SYS_read
0.16 0.000007 7 1 SYS_arch_prctl
------ ----------- ----------- --------- --------------------
100.00 0.004463 122 total
第一种情况，程序调用C库syscall函数，该函数调用clock_gettime系统调用；在第二种情况下，程序调用C库clock_gettime函数，该函数调用vDSO。这两个clock_gettime调用不同，但它们在您的跟踪中显示相同。
据我了解，报告的时间syscall确实包括报告的时间SYS_clock_gettime；这也意味着百分比显示具有误导性。文档中没有涵盖这一点，而且我还没有阅读所有源代码，所以我可能是错的。
ltrace另一点需要考虑的是，通过includeltrace的开销测量的时间。其他分析工具（例如）perf stat表明 vDSO 确实更快：
42.13 msec task-clock # 0.988 CPUs utilized
4 context-switches # 0.095 K/sec
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
44 page-faults # 0.001 M/sec
138,771,425 cycles # 3.294 GHz (71.53%)
38,690,379 instructions # 0.28 insn per cycle (71.57%)
7,599,904 branches # 180.377 M/sec (81.14%)
300,729 branch-misses # 3.96% of all branches (75.76%)
0.042636471 seconds time elapsed
0.015510000 seconds user
0.027143000 seconds sys
通常用于系统调用版本（超过 100,000 次调用），以及
4.84 msec task-clock # 0.815 CPUs utilized
0 context-switches # 0.000 K/sec
0 cpu-migrations # 0.000 K/sec
48 page-faults # 0.010 M/sec
6,257,648 cycles # 1.294 GHz (50.28%)
9,019,370 instructions # 1.44 insn per cycle
1,925,045 branches # 398.113 M/sec
1,594 branch-misses # 0.08% of all branches (49.72%)
0.005934008 seconds time elapsed
0.003025000 seconds user
0.003025000 seconds sys
对于 vDSO 版本。