No 27. 优化 Linux 系统的 CPU 占用时间统计

Linux 系统常用 top 来查看CPU的占用率和各Task的CPU占用率。TOP 显示的CPU占用率的数据来源是 /proc/stat 。/proc/stat 个数据字段的具体含义可以参考“Documentation/filesystems/proc.rst”中 “1.8 Miscellaneous kernel statistics in /proc/stat”。内核中该CPU占用率的统计是基于 cpu tick 来统计的，比如 1 个 tick 间隔是 4ms，当 tick 中断到来时，cpu 运行的是哪个task，就把整个 4ms 全部算到这个 task 上。这样统计简单，开销小，针对长时间运行的 task，误差也可以接受。但是如果针对频繁切换的 task，统计误差就会很大，甚至不可接受。

举个简单例子：

```
$ vim usleep.c

#include <unistd.h>

int main()
{
        int i = 0;
        for (;;) {
                if (!(i++ % 10000))
                        usleep(1);
        }

return 0;
}

$ gcc usleep.c -o usleep
$ taskset -c 1 ./usleep

# 使用 top 观察 CPU 1 的占有率和 usleep task 的CPU占用率。
```

难度：高

导师： @xiexiuqi

联系方式：xiexiuqi@huawei.com

项目技术要求：

* 掌握基本的C语言编程能力，有linux内核编程基础
* 了解内核进程调度

本题目要求对内核中CPU占有率的统计进行改进，减少误差，能尽量接近真实的CPU 占用率：

* 基于 [openEuler 5.10](https://gitee.com/openeuler/kernel/tree/openEuler-21.03/) 内核
* 改进 top 显示的 CPU 占用率
* 改进 top 显示的 task 的CPU占用率

参考资料：

* [fs/proc/stat.c](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.10/source/fs/proc/stat.c)
* [Documentation/filesystems/proc.rst](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.10/source/Documentation/filesystems/proc.rst)

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