2. perf sched 安装与环境准备

在开始使用 perf sched 分析内核调度延迟与 CPU 迁移事件之前，必须确保系统环境满足工具运行和内核数据采集的基本要求。本章将系统性地介绍 perf 工具的安装方式、内核配置选项的开启方法，以及运行 perf sched 所需的权限设置与安全注意事项。

2.1 perf 工具安装

perf 工具是 Linux 内核源码树中 tools/perf 子目录下的用户空间程序，通常以独立包的形式由各发行版提供。根据操作系统类型，安装方式略有差异。

如果发行版未提供预编译包，或需要定制编译选项，可以从内核源码编译安装：

# 下载内核源码（以 5.15 LTS 为例）
wget https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.15.xx.tar.xz
tar -xf linux-5.15.xx.tar.xz
cd linux-5.15.xx/tools/perf

# 编译 perf（依赖 libelf、libdw、libunwind 等开发库）
make -j$(nproc)

# 安装到系统路径
sudo make install

2.2 内核配置要求

perf sched 依赖内核中的多个配置选项来采集调度事件和统计信息。以下配置项必须在内核编译时启用，或在当前运行内核中确认已开启。

2.2.1 必需配置项

2.2.2 推荐配置项

for cfg in CONFIG_SCHEDSTATS CONFIG_SCHED_INFO CONFIG_PERF_EVENTS CONFIG_TRACING; do
  result=$(zgrep "$cfg" /proc/config.gz 2>/dev/null || echo "未找到")
  echo "$cfg: $result"
done

2.3 权限设置与安全注意事项

perf sched 需要访问内核事件和硬件性能计数器，默认情况下需要 root 权限或特定的系统配置。不正确的权限设置可能导致安全风险或功能受限。

2.3.1 权限模型

2.3.2 安全参数调整

Linux 内核通过 /proc/sys/kernel/ 下的三个参数控制 perf 的访问权限：

# 查看当前 perf 权限参数
sysctl kernel.perf_event_paranoid
sysctl kernel.perf_event_max_sample_rate
sysctl kernel.perf_cpu_time_max_percent

# 允许普通用户使用所有 perf 功能（谨慎使用）
sudo sysctl -w kernel.perf_event_paranoid=-1

# 限制 perf 事件采样率，防止 DoS 攻击
sudo sysctl -w kernel.perf_event_max_sample_rate=100000

# 限制 perf 占用的 CPU 时间百分比（默认 25%）
sudo sysctl -w kernel.perf_cpu_time_max_percent=25

2.3.3 永久配置方法

若需要持久化权限设置，编辑 /etc/sysctl.conf 或创建 /etc/sysctl.d/99-perf.conf：

# /etc/sysctl.d/99-perf.conf
kernel.perf_event_paranoid = 1
kernel.perf_event_max_sample_rate = 100000
kernel.perf_cpu_time_max_percent = 10

应用配置：

sudo sysctl --system

2.4 环境验证清单

完成安装和配置后，执行以下步骤验证环境是否就绪：

1. 检查 perf 版本：perf --version，确认版本号与内核版本匹配。
2. 验证内核配置：使用 zgrep CONFIG_SCHEDSTATS /proc/config.gz 确认必需配置已启用。
3. 测试基本功能：sudo perf list sched，应输出调度相关的 tracepoint 列表。
4. 测试记录功能：sudo perf sched record -- sleep 1，应生成 perf.data 文件。
5. 测试延迟分析：sudo perf sched latency，应输出调度延迟统计表格。