tools/perf/util/stat.c

   1 #include <errno.h>
   2 #include <inttypes.h>
   3 #include <math.h>
   4 #include "stat.h"
   5 #include "evlist.h"
   6 #include "evsel.h"
   7 #include "thread_map.h"
   8
   9 void update_stats(struct stats *stats, u64 val)
  10 {
  11         double delta;
  12
  13         stats->n++;
  14         delta = val - stats->mean;
  15         stats->mean += delta / stats->n;
  16         stats->M2 += delta*(val - stats->mean);
  17
  18         if (val > stats->max)
  19                 stats->max = val;
  20
  21         if (val < stats->min)
  22                 stats->min = val;
  23 }
  24
  25 double avg_stats(struct stats *stats)
  26 {
  27         return stats->mean;
  28 }
  29
  30 /*
  31  * http://en.wikipedia.org/wiki/Algorithms_for_calculating_variance
  32  *
  33  *       (\Sum n_i^2) - ((\Sum n_i)^2)/n
  34  * s^2 = -------------------------------
  35  *                  n - 1
  36  *
  37  * http://en.wikipedia.org/wiki/Stddev
  38  *
  39  * The std dev of the mean is related to the std dev by:
  40  *
  41  *             s
  42  * s_mean = -------
  43  *          sqrt(n)
  44  *
  45  */
  46 double stddev_stats(struct stats *stats)
  47 {
  48         double variance, variance_mean;
  49
  50         if (stats->n < 2)
  51                 return 0.0;
  52
  53         variance = stats->M2 / (stats->n - 1);
  54         variance_mean = variance / stats->n;
  55
  56         return sqrt(variance_mean);
  57 }
  58
  59 double rel_stddev_stats(double stddev, double avg)
  60 {
  61         double pct = 0.0;
  62
  63         if (avg)
  64                 pct = 100.0 * stddev/avg;
  65
  66         return pct;
  67 }
  68
  69 bool __perf_evsel_stat__is(struct perf_evsel *evsel,
  70                            enum perf_stat_evsel_id id)
  71 {
  72         struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
  73
  74         return ps->id == id;
  75 }
  76
  77 #define ID(id, name) [PERF_STAT_EVSEL_ID__##id] = #name
  78 static const char *id_str[PERF_STAT_EVSEL_ID__MAX] = {
  79         ID(NONE,                x),
  80         ID(CYCLES_IN_TX,        cpu/cycles-t/),
  81         ID(TRANSACTION_START,   cpu/tx-start/),
  82         ID(ELISION_START,       cpu/el-start/),
  83         ID(CYCLES_IN_TX_CP,     cpu/cycles-ct/),
  84         ID(TOPDOWN_TOTAL_SLOTS, topdown-total-slots),
  85         ID(TOPDOWN_SLOTS_ISSUED, topdown-slots-issued),
  86         ID(TOPDOWN_SLOTS_RETIRED, topdown-slots-retired),
  87         ID(TOPDOWN_FETCH_BUBBLES, topdown-fetch-bubbles),
  88         ID(TOPDOWN_RECOVERY_BUBBLES, topdown-recovery-bubbles),
  89         ID(SMI_NUM, msr/smi/),
  90         ID(APERF, msr/aperf/),
  91 };
  92 #undef ID
  93
  94 void perf_stat_evsel_id_init(struct perf_evsel *evsel)
  95 {
  96         struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
  97         int i;
  98
  99         /* ps->id is 0 hence PERF_STAT_EVSEL_ID__NONE by default */
 100
 101         for (i = 0; i < PERF_STAT_EVSEL_ID__MAX; i++) {
 102                 if (!strcmp(perf_evsel__name(evsel), id_str[i])) {
 103                         ps->id = i;
 104                         break;
 105                 }
 106         }
 107 }
 108
 109 static void perf_evsel__reset_stat_priv(struct perf_evsel *evsel)
 110 {
 111         int i;
 112         struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
 113
 114         for (i = 0; i < 3; i++)
 115                 init_stats(&ps->res_stats[i]);
 116
 117         perf_stat_evsel_id_init(evsel);
 118 }
 119
 120 static int perf_evsel__alloc_stat_priv(struct perf_evsel *evsel)
 121 {
 122         evsel->stats = zalloc(sizeof(struct perf_stat_evsel));
 123         if (evsel->stats == NULL)
 124                 return -ENOMEM;
 125         perf_evsel__reset_stat_priv(evsel);
 126         return 0;
 127 }
 128
 129 static void perf_evsel__free_stat_priv(struct perf_evsel *evsel)
 130 {
 131         struct perf_stat_evsel *ps = evsel->stats;
 132
 133         if (ps)
 134                 free(ps->group_data);
 135         zfree(&evsel->stats);
 136 }
 137
 138 static int perf_evsel__alloc_prev_raw_counts(struct perf_evsel *evsel,
 139                                              int ncpus, int nthreads)
 140 {
 141         struct perf_counts *counts;
 142
 143         counts = perf_counts__new(ncpus, nthreads);
 144         if (counts)
 145                 evsel->prev_raw_counts = counts;
 146
 147         return counts ? 0 : -ENOMEM;
 148 }
 149
 150 static void perf_evsel__free_prev_raw_counts(struct perf_evsel *evsel)
 151 {
 152         perf_counts__delete(evsel->prev_raw_counts);
 153         evsel->prev_raw_counts = NULL;
 154 }
 155
 156 static int perf_evsel__alloc_stats(struct perf_evsel *evsel, bool alloc_raw)
 157 {
 158         int ncpus = perf_evsel__nr_cpus(evsel);
 159         int nthreads = thread_map__nr(evsel->threads);
 160
 161         if (perf_evsel__alloc_stat_priv(evsel) < 0 ||
 162             perf_evsel__alloc_counts(evsel, ncpus, nthreads) < 0 ||
 163             (alloc_raw && perf_evsel__alloc_prev_raw_counts(evsel, ncpus, nthreads) < 0))
 164                 return -ENOMEM;
 165
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 int perf_evlist__alloc_stats(struct perf_evlist *evlist, bool alloc_raw)
 170 {
 171         struct perf_evsel *evsel;
 172
 173         evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
 174                 if (perf_evsel__alloc_stats(evsel, alloc_raw))
 175                         goto out_free;
 176         }
 177
 178         return 0;
 179
 180 out_free:
 181         perf_evlist__free_stats(evlist);
 182         return -1;
 183 }
 184
 185 void perf_evlist__free_stats(struct perf_evlist *evlist)
 186 {
 187         struct perf_evsel *evsel;
 188
 189         evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
 190                 perf_evsel__free_stat_priv(evsel);
 191                 perf_evsel__free_counts(evsel);
 192                 perf_evsel__free_prev_raw_counts(evsel);
 193         }
 194 }
 195
 196 void perf_evlist__reset_stats(struct perf_evlist *evlist)
 197 {
 198         struct perf_evsel *evsel;
 199
 200         evlist__for_each_entry(evlist, evsel) {
 201                 perf_evsel__reset_stat_priv(evsel);
 202                 perf_evsel__reset_counts(evsel);
 203         }
 204 }
 205
 206 static void zero_per_pkg(struct perf_evsel *counter)
 207 {
 208         if (counter->per_pkg_mask)
 209                 memset(counter->per_pkg_mask, 0, MAX_NR_CPUS);
 210 }
 211
 212 static int check_per_pkg(struct perf_evsel *counter,
 213                          struct perf_counts_values *vals, int cpu, bool *skip)
 214 {
 215         unsigned long *mask = counter->per_pkg_mask;
 216         struct cpu_map *cpus = perf_evsel__cpus(counter);
 217         int s;
 218
 219         *skip = false;
 220
 221         if (!counter->per_pkg)
 222                 return 0;
 223
 224         if (cpu_map__empty(cpus))
 225                 return 0;
 226
 227         if (!mask) {
 228                 mask = zalloc(MAX_NR_CPUS);
 229                 if (!mask)
 230                         return -ENOMEM;
 231
 232                 counter->per_pkg_mask = mask;
 233         }
 234
 235         /*
 236          * we do not consider an event that has not run as a good
 237          * instance to mark a package as used (skip=1). Otherwise
 238          * we may run into a situation where the first CPU in a package
 239          * is not running anything, yet the second is, and this function
 240          * would mark the package as used after the first CPU and would
 241          * not read the values from the second CPU.
 242          */
 243         if (!(vals->run && vals->ena))
 244                 return 0;
 245
 246         s = cpu_map__get_socket(cpus, cpu, NULL);
 247         if (s < 0)
 248                 return -1;
 249
 250         *skip = test_and_set_bit(s, mask) == 1;
 251         return 0;
 252 }
 253
 254 static int
 255 process_counter_values(struct perf_stat_config *config, struct perf_evsel *evsel,
 256                        int cpu, int thread,
 257                        struct perf_counts_values *count)
 258 {
 259         struct perf_counts_values *aggr = &evsel->counts->aggr;
 260         static struct perf_counts_values zero;
 261         bool skip = false;
 262
 263         if (check_per_pkg(evsel, count, cpu, &skip)) {
 264                 pr_err("failed to read per-pkg counter\n");
 265                 return -1;
 266         }
 267
 268         if (skip)
 269                 count = &zero;
 270
 271         switch (config->aggr_mode) {
 272         case AGGR_THREAD:
 273         case AGGR_CORE:
 274         case AGGR_SOCKET:
 275         case AGGR_NONE:
 276                 if (!evsel->snapshot)
 277                         perf_evsel__compute_deltas(evsel, cpu, thread, count);
 278                 perf_counts_values__scale(count, config->scale, NULL);
 279                 if (config->aggr_mode == AGGR_NONE)
 280                         perf_stat__update_shadow_stats(evsel, count->val, cpu);
 281                 if (config->aggr_mode == AGGR_THREAD)
 282                         perf_stat__update_shadow_stats(evsel, count->val, 0);
 283                 break;
 284         case AGGR_GLOBAL:
 285                 aggr->val += count->val;
 286                 if (config->scale) {
 287                         aggr->ena += count->ena;
 288                         aggr->run += count->run;
 289                 }
 290         case AGGR_UNSET:
 291         default:
 292                 break;
 293         }
 294
 295         return 0;
 296 }
 297
 298 static int process_counter_maps(struct perf_stat_config *config,
 299                                 struct perf_evsel *counter)
 300 {
 301         int nthreads = thread_map__nr(counter->threads);
 302         int ncpus = perf_evsel__nr_cpus(counter);
 303         int cpu, thread;
 304
 305         if (counter->system_wide)
 306                 nthreads = 1;
 307
 308         for (thread = 0; thread < nthreads; thread++) {
 309                 for (cpu = 0; cpu < ncpus; cpu++) {
 310                         if (process_counter_values(config, counter, cpu, thread,
 311                                                    perf_counts(counter->counts, cpu, thread)))
 312                                 return -1;
 313                 }
 314         }
 315
 316         return 0;
 317 }
 318
 319 int perf_stat_process_counter(struct perf_stat_config *config,
 320                               struct perf_evsel *counter)
 321 {
 322         struct perf_counts_values *aggr = &counter->counts->aggr;
 323         struct perf_stat_evsel *ps = counter->stats;
 324         u64 *count = counter->counts->aggr.values;
 325         int i, ret;
 326
 327         aggr->val = aggr->ena = aggr->run = 0;
 328
 329         /*
 330          * We calculate counter's data every interval,
 331          * and the display code shows ps->res_stats
 332          * avg value. We need to zero the stats for
 333          * interval mode, otherwise overall avg running
 334          * averages will be shown for each interval.
 335          */
 336         if (config->interval)
 337                 init_stats(ps->res_stats);
 338
 339         if (counter->per_pkg)
 340                 zero_per_pkg(counter);
 341
 342         ret = process_counter_maps(config, counter);
 343         if (ret)
 344                 return ret;
 345
 346         if (config->aggr_mode != AGGR_GLOBAL)
 347                 return 0;
 348
 349         if (!counter->snapshot)
 350                 perf_evsel__compute_deltas(counter, -1, -1, aggr);
 351         perf_counts_values__scale(aggr, config->scale, &counter->counts->scaled);
 352
 353         for (i = 0; i < 3; i++)
 354                 update_stats(&ps->res_stats[i], count[i]);
 355
 356         if (verbose > 0) {
 357                 fprintf(config->output, "%s: %" PRIu64 " %" PRIu64 " %" PRIu64 "\n",
 358                         perf_evsel__name(counter), count[0], count[1], count[2]);
 359         }
 360
 361         /*
 362          * Save the full runtime - to allow normalization during printout:
 363          */
 364         perf_stat__update_shadow_stats(counter, *count, 0);
 365
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 int perf_event__process_stat_event(struct perf_tool *tool __maybe_unused,
 370                                    union perf_event *event,
 371                                    struct perf_session *session)
 372 {
 373         struct perf_counts_values count;
 374         struct stat_event *st = &event->stat;
 375         struct perf_evsel *counter;
 376
 377         count.val = st->val;
 378         count.ena = st->ena;
 379         count.run = st->run;
 380
 381         counter = perf_evlist__id2evsel(session->evlist, st->id);
 382         if (!counter) {
 383                 pr_err("Failed to resolve counter for stat event.\n");
 384                 return -EINVAL;
 385         }
 386
 387         *perf_counts(counter->counts, st->cpu, st->thread) = count;
 388         counter->supported = true;
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 size_t perf_event__fprintf_stat(union perf_event *event, FILE *fp)
 393 {
 394         struct stat_event *st = (struct stat_event *) event;
 395         size_t ret;
 396
 397         ret  = fprintf(fp, "\n... id %" PRIu64 ", cpu %d, thread %d\n",
 398                        st->id, st->cpu, st->thread);
 399         ret += fprintf(fp, "... value %" PRIu64 ", enabled %" PRIu64 ", running %" PRIu64 "\n",
 400                        st->val, st->ena, st->run);
 401
 402         return ret;
 403 }
 404
 405 size_t perf_event__fprintf_stat_round(union perf_event *event, FILE *fp)
 406 {
 407         struct stat_round_event *rd = (struct stat_round_event *)event;
 408         size_t ret;
 409
 410         ret = fprintf(fp, "\n... time %" PRIu64 ", type %s\n", rd->time,
 411                       rd->type == PERF_STAT_ROUND_TYPE__FINAL ? "FINAL" : "INTERVAL");
 412
 413         return ret;
 414 }
 415
 416 size_t perf_event__fprintf_stat_config(union perf_event *event, FILE *fp)
 417 {
 418         struct perf_stat_config sc;
 419         size_t ret;
 420
 421         perf_event__read_stat_config(&sc, &event->stat_config);
 422
 423         ret  = fprintf(fp, "\n");
 424         ret += fprintf(fp, "... aggr_mode %d\n", sc.aggr_mode);
 425         ret += fprintf(fp, "... scale     %d\n", sc.scale);
 426         ret += fprintf(fp, "... interval  %u\n", sc.interval);
 427
 428         return ret;
 429 }