作为一个嵌入式软件工程师，置身于Linux 中，无论是做系统方面还是应用方面，满足了基本功能需求，后期还需要去考量性能方面的问题，需要考虑自身添加的部分是否带来一些隐患，或者起到一定的优化，结构代码设计是合理等。
对于性能分析工具目前有很多种，如下图所示，做过性能分析都看过这张图。本章节主要介绍Perf工具。
1. Perf 工具介绍
Perf（Performance Analysis Tools for Linux）是一个功能强大且灵活的性能分析工具，主要用于 Linux 系统中的性能调优和分析。它能够帮助开发者深入了解系统和应用程序的性能瓶颈，并提供详细的分析报告。作为嵌入式软件工程师，掌握和使用 Perf 工具可以显著提升开发效率和产品性能。
Perf 主要包含两个部分：
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perf 命令，用户空间的应用程序
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perf_events ，Linux 内核中的一个子系统
perf 命令
Perf 命令是一个用户空间工具，具备 profiling、tracing 和脚本编写等多种功能，是内核子系统 perf_events 的前端工具。通过 perf 命令，用户可以设置和操作内核子系统 perf_events，完成系统性能数据的收集和分析。
perf_events 子系统
内核子系统 perf_events 提供了性能计数器（hardware performance counters）和性能事件的支持。它采用事件驱动的方式，通过收集特定事件（如 CPU 时钟周期、缓存未命中等）来跟踪和分析系统性能。perf_events 于 2009 年被合并到 Linux 内核源代码中，成为内核的一个子系统。
1.1 Perf 工作原理
Perf 工具依赖于硬件性能计数器（Performance Monitoring Unit, PMU），这些计数器存在于现代 CPU 中，用于跟踪和记录各种硬件事件，如 CPU 周期、缓存命中/未命中、分支预测命中/未命中等。
工作过程：
1）用户通过输入perf命令进行设置相关的需要的事件类型；
2）perf 定制读取计数器的值，获取采用数据，并将存放在ring bufferr中；
3）用户通过perf report 和 perf script 从ring buffer 中读取数据生成分析报告。
perf工具是一个功能强大且灵活的性能分析工具。它提供了多种功能。首先，perf可以用于收集各种系统性能数据，包括CPU利用率、内存使用情况、磁盘IO、网络传输等等。通过收集和分析这些数据，可以了解系统的瓶颈和性能瓶颈，并针对性地进行优化。
1.2 Perf 工具基本功能
事件采集：Perf 能够捕获各种硬件和软件事件，包括 CPU 周期、缓存命中/未命中、中断、系统调用等。
统计分析：对采集到的事件进行统计分析，生成性能报告。
热点分析：通过分析程序执行中的热点代码，定位性能瓶颈。
跟踪和测量：可以对系统调用、上下文切换、任务调度等进行详细跟踪和测量。
火焰图：生成可视化的火焰图，帮助开发者直观地理解性能问题。
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