AMD Zen2 CPU下如何用perf正确测量LLC/L3缓存未命中率

你当前使用的5.4.0-66-generic内核未合入AMD Zen2架构的独立L3 PMU驱动，且L3缓存事件不属于CPU核心PMU的计数范围：

• 直接使用核心PMU的raw事件格式r0106、rFF04计数返回0，是因为核心PMU无法访问L3专属的计数寄存器，硬件不会触发对应计数。
• 使用amd_l3/r8001/格式报"unknown terms"错误，是因为事件参数格式不符合L3 PMU驱动的解析规则，直接把事件号和umask的合并值传入时驱动无法识别。
• 预设事件名返回<not supported>，本质是系统找不到amd_l3对应的PMU设备，事件映射关系无法生效。

首先要让系统正确识别amd_l3 PMU设备，二选一即可：

• 升级内核到5.11及以上的主线版本，该版本开始正式合入AMD Zen2/Zen3架构的L3 PMU驱动，升级完成后重启，执行ls /sys/devices/ | grep amd_l3能看到输出即代表驱动加载正常。
• 如果必须使用5.4版本内核，需要自行给内核打AMD L3 PMU的backport补丁，重新编译安装内核后验证驱动加载状态。

驱动加载正常后，不要用核心raw事件格式测L3事件，正确的命令格式如下：

numactl -C 0 -m 0 perf stat -e instructions,cycles,amd_l3/event=0x04,umask=0xFF/,amd_l3/event=0x06,umask=0x01/ ./benchmark

其中amd_l3/event=0x04,umask=0xFF/对应L3访问事件，amd_l3/event=0x06,umask=0x01/对应L3未命中事件。

配置perf_event_attr结构体时不要使用PERF_TYPE_RAW类型，按以下流程配置：

1. 动态读取amd_l3 PMU的类型号：解析/sys/devices/amd_l3/type文件的整数值，该值为系统启动时动态分配，不可硬编码。
2. 将perf_event_attr.type字段设置为上一步读取到的类型值。
3. 配置perf_event_attr.config字段：按照AMD PMU的寄存器格式拼接参数，事件号放在低8位，umask值放在第8到15位：
   • L3访问事件：事件号0x04、umask0xFF，对应config值为0xFF04
   • L3未命中事件：事件号0x06、umask0x01，对应config值为0x0106
4. 其余配置项（如exclude_user、exclude_kernel、pinned等）按实际测量需求设置，和核心PMU事件的配置逻辑一致。

注意：AMD Zen2架构的L3缓存以CCD为单位独立划分，每个amd_l3 PMU实例仅对应一个CCD的L3缓存，测量时需要把测试进程绑定到同一CCD下的核心，否则会出现计数遗漏、结果不准的问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Maxbit