使用/ proc / stat精确计算Linux中的CPU利用率

Question

关于如何使用/ proc /
stat中的统计信息获取CPU利用率的文章和参考文献很多。但是，它们中的大多数仅使用7个以上的CPU统计信息中的四个（用户，nice，系统和空闲），而忽略了Linux2.6中存在的剩余jiffie CPU计数（iowait，irq，softirq）。

我的问题是：iowait / irq / softirq编号是否也计入前四个编号之一（用户/ nice
/系统/空闲）中？换句话说，吉普赛总数是否等于前四个状态的总和？或者，吉普车总数等于所有7个统计数据的总和？如果后者为真，则CPU使用率公式应考虑所有数字，如下所示：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
  long double a[7],b[7],loadavg;
  FILE *fp;

  for(;;)
  {
    fp = fopen("/proc/stat","r");
    fscanf(fp,"%*s %Lf %Lf %Lf %Lf",&a[0],&a[1],&a[2],&a[3],&a[4],&a[5],&a[6]);
    fclose(fp);
    sleep(1);
    fp = fopen("/proc/stat","r");
    fscanf(fp,"%*s %Lf %Lf %Lf %Lf",&b[0],&b[1],&b[2],&b[3],&b[4],&b[5],&b[6]);
    fclose(fp);

    loadavg = ((b[0]+b[1]+b[2]+b[4]+b[5]+b[6]) - (a[0]+a[1]+a[2]+a[4]+a[5]+a[6]))
         / ((b[0]+b[1]+b[2]+b[3]+b[4]+b[5]+b[6]) - (a[0]+a[1]+a[2]+a[3]+a[4]+a[5]+a[6]));
    printf("The current CPU utilization is : %Lf\n",loadavg);

  }

  return(0);
}

Answer 1

我认为iowait / irq /
softirq不在前4个数字之一中。您可以在内核代码中看到irqtime_account_process_tick的注释，以获取更多详细信息：

（对于Linux内核4.1.1）

2815  * Tick demultiplexing follows the order
2816  * - pending hardirq update    <-- this is irq
2817  * - pending softirq update    <-- this is softirq
2818  * - user_time
2819  * - idle_time         <-- iowait is included in here, discuss below
2820  * - system time
2821  *   - check for guest_time
2822  *   - else account as system_time

有关空闲时间的处理，请参见account_idle_time函数：

2772 /*
2773  * Account for idle time.
2774  * @cputime: the cpu time spent in idle wait
2775  */
2776 void account_idle_time(cputime_t cputime)
2777 {
2778         u64 *cpustat = kcpustat_this_cpu->cpustat;
2779         struct rq *rq = this_rq();
2780
2781         if (atomic_read(&rq->nr_iowait) > 0)
2782                 cpustat[CPUTIME_IOWAIT] += (__force u64) cputime;
2783         else
2784                 cpustat[CPUTIME_IDLE] += (__force u64) cputime;
2785 }

如果cpu空闲并且有一些IO待处理，它将在CPUTIME_IOWAIT中计算时间。否则，它计入CPUTIME_IDLE中。

总而言之，我认为irq / softirq中的烦恼对于CPU而言应视为“忙”，因为它实际上正在处理某些IRQ或软IRQ。另一方面，对于CPU，“
iowait”中的烦恼应视为“空闲”，因为它没有做任何事情，而是在等待未决的IO发生。