Performance 分析readdir（）性能

linux需要很长时间才能列出大型目录的所有文件，这让我很困扰，因此我创建了一个小测试脚本，递归地列出目录中的所有文件：

#include <stdio.h>
#include <dirent.h>

int list(char *path) {
    int i = 0;

    DIR *dir = opendir(path);
    struct dirent *entry;
    char new_path[1024];

    while(entry = readdir(dir)) {
        if (entry->d_type == DT_DIR) {
            if (entry->d_name[0] == '.')
                continue;

            strcpy(new_path, path);
            strcat(new_path, "/");
            strcat(new_path, entry->d_name);
            i += list(new_path);
        }
        else
            i++;
    }
    closedir(dir);

    return i;
}

int main() {
    char *path = "/home";
    printf("%i\n", list(path));
    return 0;

因此，它在内核空间中花费大约S=0.3秒，在用户空间中花费大约U=0.01秒，并且有7+1692个上下文切换。 上下文切换大约需要2000nsec*（7+1692）=3.398ms[1] 然而，还有10多秒，我想知道这个程序在这段时间里做了什么。 有没有其他工具来调查程序一直在做什么？ gprof只是告诉我（用户空间）调用图的时间，gcov没有列出每行花费的时间，只列出执行时间的频率

---

[1]

oprofile

是一个不错的采样分析器，它可以分析用户和内核模式代码

然而，根据您的数字，大约有14.5秒的时间用于睡眠，而

oprofile

并没有很好地记录这一点。也许更有用的是结合读取内核代码

ftrace

在内核中提供跟踪点，可以记录消息并在消息发生时堆叠跟踪。对于确定进程为何休眠最有用的事件是

sched_开关

事件。我建议您启用内核模式堆栈和

sched_开关

事件，设置足够大的缓冲区以捕获进程的整个生命周期，然后运行进程并立即停止跟踪。通过查看跟踪，您将能够看到每次进程进入睡眠状态时，它是可运行的还是不可运行的，一个高分辨率的时间戳，以及一个指示是什么使它进入睡眠状态的调用堆栈

ftrace

通过

debugfs

控制。在我的系统上，它安装在

/sys/kernel/debug

中，但您的可能不同。下面是一个我将如何捕获此信息的示例：

# Enable stack traces
echo "1" > /sys/kernel/debug/tracing/options/stacktrace
# Enable the sched_switch event
echo "1" > /sys/kernel/debug/tracing/events/sched/sched_switch/enable
# Make sure tracing is enabled
echo "1" > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
# Run the program and disable tracing as quickly as possible
./your_program; echo "0" > /sys/kernel/debug/tracing/tracing_on
# Examine the trace
vi /sys/kernel/debug/tracing/trace

结果输出将具有如下所示的行：

# tracer: nop
#
# entries-in-buffer/entries-written: 22248/3703779   #P:1
#
#                              _-----=> irqs-off
#                             / _----=> need-resched
#                            | / _---=> hardirq/softirq
#                            || / _--=> preempt-depth
#                            ||| /     delay
#           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
#              | |       |   ||||       |         |
          <idle>-0     [000] d..3  2113.437500: sched_switch: prev_comm=swapper/0 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=kworker/0:0 next_pid=878 next_prio=120
          <idle>-0     [000] d..3  2113.437531: <stack trace>
 => __schedule
 => schedule
 => schedule_preempt_disabled
 => cpu_startup_entry
 => rest_init
 => start_kernel
     kworker/0:0-878   [000] d..3  2113.437836: sched_switch: prev_comm=kworker/0:0 prev_pid=878 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=your_program next_pid=898 next_prio=120
     kworker/0:0-878   [000] d..3  2113.437866: <stack trace>
 => __schedule
 => schedule
 => worker_thread
 => kthread
 => ret_from_fork

#跟踪器：nop
#
#缓冲区中的条目/写入的条目：22248/3703779#P:1
#
#-----=>IRQ关闭
#/"--=>需要重新扫描吗
#|/--=>硬件/软件
#| |/|--=>抢占深度
#| | | |/延迟
#TASK-PID CPU#| | | |时间戳函数
#              | |       |   ||||       |         |
-0[000]d..3 2113.437500:sched_开关：prev_comm=swapper/0 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R==>next_comm=kworker/0:0 next_pid=878 next_prio=120
-0[000]d..3 2113.437531：
=>\u时间表
=>时间表
=>计划\u抢占\u禁用
=>cpu\u启动\u项
=>rest\u init
=>启动内核
kworker/0:0-878[000]d..3 2113.437836:sched_开关：prev_comm=kworker/0:0 prev_pid=878 prev_prio=120 prev_state=S=>next_comm=your_program next_pid=898 next_prio=120
kworker/0:0-878[000]d..3 2113.437866：
=>\u时间表
=>时间表
=>辅助线程
=>kthread
=>ret_从_分叉

---

当您的程序显示为

prev_comm

任务时，您需要注意的是，这意味着计划程序正在从您的程序切换到运行其他程序

prev_state

将指示您的程序仍然可以运行（

R

）或被阻止（

S

、

U

或其他字母，请参阅ftrace源代码）。如果被阻止，您可以检查堆栈跟踪和内核源代码以找出原因。

大多数情况下（1000倍）prev_状态是

D|K

，但是，我找不到任何源代码告诉我这意味着什么。到值的映射在此处定义：，加上sched.h中常量的定义，表明任务的大部分时间都处于

task\u untruptible

和

task\u WAKEKILL

状态。现在，您应该查看其中一些调用堆栈，并确定其阻塞的位置。我看您已经接受了这个答案。这种方法是否有助于您解决（或至少理解）问题？

# tracer: nop
#
# entries-in-buffer/entries-written: 22248/3703779   #P:1
#
#                              _-----=> irqs-off
#                             / _----=> need-resched
#                            | / _---=> hardirq/softirq
#                            || / _--=> preempt-depth
#                            ||| /     delay
#           TASK-PID   CPU#  ||||    TIMESTAMP  FUNCTION
#              | |       |   ||||       |         |
          <idle>-0     [000] d..3  2113.437500: sched_switch: prev_comm=swapper/0 prev_pid=0 prev_prio=120 prev_state=R ==> next_comm=kworker/0:0 next_pid=878 next_prio=120
          <idle>-0     [000] d..3  2113.437531: <stack trace>
 => __schedule
 => schedule
 => schedule_preempt_disabled
 => cpu_startup_entry
 => rest_init
 => start_kernel
     kworker/0:0-878   [000] d..3  2113.437836: sched_switch: prev_comm=kworker/0:0 prev_pid=878 prev_prio=120 prev_state=S ==> next_comm=your_program next_pid=898 next_prio=120
     kworker/0:0-878   [000] d..3  2113.437866: <stack trace>
 => __schedule
 => schedule
 => worker_thread
 => kthread
 => ret_from_fork