PMU 中断：如何处理它们
内容提要
PMU（性能监控单元）通过计数器记录CPU周期、指令数、分支预测错误等硬件事件，计数器溢出时触发PMU中断通知软件。在Armv8 Linux内核中，需先注销内置arm-pmu处理程序，再用request_irq()注册自定义处理函数，并设置IRQF_SHARED等标志。也可在固件EL3中处理，或直接用perf工具监控。
延伸解读
PMU 中断的触发机制与软件控制
PMU 计数器溢出时才会触发中断，而非每次事件递增。计数器是可读写的 32 位寄存器，软件可通过写入初值控制中断时机。例如，每次中断后将寄存器重置为最大值，可实现每次事件都触发中断；也可动态调整初值，在性能与准确性之间权衡。这种灵活性让开发者能根据需求定制监控粒度。
内核中自定义 PMU 中断处理的步骤
在 Armv8 Linux 中，内置的 arm-pmu 处理程序已占用中断。要注册自定义处理函数，需先注销内置处理程序，或修改内核源码为其添加 IRQF_SHARED 标志，使中断可共享。然后通过 request_irq() 注册，传入逻辑中断 ID 和 IRQF_PERCPU 等标志。注意逻辑中断 ID 与硬件中断 ID 的映射关系，可通过 /proc/interrupts 查看。
固件层处理 PMU 中断的适用场景
对于不想侵入操作系统的跟踪器，可在固件中处理 PMU 中断。需配置 GIC 将中断路由到最高安全级别 EL3，并在 ATF 中注册处理程序；也可重新路由到 Secure-EL1，在自有的 TEE-OS 中处理。这种方式适合安全敏感或与 OS 隔离的监控需求，但实现复杂度较高。
使用 perf 工具简化 PMU 监控
若不想自行处理中断，可直接使用 perf 工具。perf 依赖 Linux 内置的 PMU 中断处理程序，能监控多种硬件事件，无需编写内核模块。对于大多数性能分析场景，perf 提供了简单高效的途径，避免了自定义中断处理的复杂性和潜在风险。
Q&A
PMU是什么？它有什么作用？
PMU是性能监控单元（Performance Monitor Unit）的缩写，它是一组可以计数核心中任何可用事件的计数器，用于监控CPU周期、指令数、分支预测错误等硬件事件，帮助软件了解程序在硬件上的执行情况。
PMU中断什么时候触发？它的目的是什么？
PMU中断仅在PMU计数器溢出时生成。其目的是通知软件计数器将重置为零，软件不应信任结束值减去开始值的结果。
如何在Linux内核中注册自定义的PMU中断处理程序？
首先需要注销内置的arm-pmu处理程序，然后使用request_irq()注册自定义处理函数，并设置IRQF_SHARED等标志。例如：request_irq(irq_id, pmu_irq_handler, IRQF_PERCPU | IRQF_NOBALANCING | IRQF_NO_THREAD | IRQF_SHARED, "pmi_handler", (void*)pmu_irq_handler);
为什么需要注销内置的arm-pmu处理程序？
因为通常一个中断只能有一个处理程序，而Linux已经内置了arm-pmu处理程序。为了注册自定义处理程序，必须先注销它，或者修改内置处理程序添加IRQF_SHARED标志使其可共享。
除了在内核中处理PMU中断，还有哪些方式？
还可以在固件EL3中处理PMU中断，需要配置GIC将中断路由到EL3，并在ATF中注册处理程序；或者使用perf工具，这是最简单的方式，无需自己处理中断。
perf工具与PMU有什么关系？
perf是使用PMU的最简单方式，它利用PMU监控硬件事件，并且Linux内置的PMU中断处理程序正是为perf服务的。
