【Linux】一步一步学Linux——top命令(121)

00. 目录

文章目录

01. 命令概述

top命令是Linux下常用的性能分析工具，能够实时显示系统中各个进程的资源占用状况，常用于服务端性能分析。

在top命令中按f按可以查看显示的列信息，按对应字母来开启/关闭列，大写字母表示开启，小写字母表示关闭。带*号的是默认列。

02. 命令格式

格式：top [参数]

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03. 常用选项

-b：以批处理模式操作；
-c：显示完整的进程信息；
-d：屏幕刷新间隔时间；
-I：忽略失效过程；
-s：保密模式；
-S：累积模式；
-i<时间>：设置间隔时间；
-u<用户名>：指定用户名；
-p<进程号>：指定进程；
-n<次数>：循环显示的次数。

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04. 参考示例

4.1 显示进程信息

[deng@itcast ~]$ top

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4.2 显示完整的进程命令

[deng@itcast ~]$ top -c

  • 1

4.3 以批处理模式显示程序信息

[deng@itcast ~]$ top -b

  • 1

4.4 以累积模式显示程序信息

[deng@itcast ~]$ top -s

  • 1

4.5 设置信息更新次数

[deng@itcast ~]$ top -n 2

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4.6 设置信息更新时间,表示更新周期为3秒

[deng@itcast ~]$ top -d 3

  • 1

4.7 显示指定进程号相关信息

[deng@itcast ~]$ top -p 1

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4.8 多核多CPU监控

在top基本视图中，按键盘数字“1”，可监控每个逻辑CPU的状况

[deng@itcast ~]$ top
top - 21:52:12 up 2 days, 20:24,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.
Tasks: 242 total,   1 running, 241 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  0.7 us,  5.1 sy,  0.0 ni, 94.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
%Cpu1  :  0.3 us,  4.1 sy,  0.0 ni, 95.6 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
%Cpu2  :  0.3 us,  5.4 sy,  0.0 ni, 93.9 id,  0.3 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
%Cpu3  :  0.7 us,  3.4 sy,  0.0 ni, 96.0 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
KiB Mem :  2030172 total,    74108 free,  1110800 used,   845264 buff/ca
KiB Swap:  4194300 total,  3862780 free,   331520 used.   256856 avail M

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ 
   628 polkitd   20   0  546192  14456   2928 S   8.6  0.7 102:35.96 
   611 dbus      20   0   61880   3292   1440 S   3.7  0.2  41:12.85 
   610 root      20   0  398464   4560   2040 S   2.3  0.2  25:26.58 
  2521 deng      20   0  611700   4396   1968 S   0.7  0.2   9:11.53 
    19 root      20   0       0      0      0 S   0.3  0.0   0:20.15 
   698 root      20   0  115428    988    696 S   0.3  0.0   0:07.63 
  1671 mysql     20   0 1600732 119720    648 S   0.3  5.9   4:28.10 

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再按数字键1，就会返回到top基本视图界面。

4.9 高亮显示当前运行进程

敲击键盘“b”（打开/关闭加亮效果）

[deng@itcast ~]$ top
top - 21:52:12 up 2 days, 20:24,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.
Tasks: 242 total,   1 running, 241 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  0.7 us,  5.1 sy,  0.0 ni, 94.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
%Cpu1  :  0.3 us,  4.1 sy,  0.0 ni, 95.6 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 

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可以通过敲击“y”键关闭或打开运行态进程的加亮效果。

4.10 进程字段排序

[deng@itcast ~]$ top
top - 21:52:12 up 2 days, 20:24,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.
Tasks: 242 total,   1 running, 241 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  0.7 us,  5.1 sy,  0.0 ni, 94.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
%Cpu1  :  0.3 us,  4.1 sy,  0.0 ni, 95.6 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 

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敲击键盘“x”（打开/关闭排序列的加亮效果）

4.11 通过”shift + >”或”shift + <”可以向右或左改变排序列

[deng@itcast ~]$ top
top - 21:52:12 up 2 days, 20:24,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.
Tasks: 242 total,   1 running, 241 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
%Cpu0  :  0.7 us,  5.1 sy,  0.0 ni, 94.3 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 
%Cpu1  :  0.3 us,  4.1 sy,  0.0 ni, 95.6 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si, 

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4.12 显示某个用户的进程信息

[deng@itcast ~]$ top -u mysql

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4.13 显示线程的信息，而不是进程的信息

[deng@itcast ~]$ top -H

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05. top相关说明

在top命令执行过程中可以使用的一些交互命令。这些命令都是单字母的，如果在命令行中使用了-s选项， 其中一些命令可能会被屏蔽。

h：显示帮助画面，给出一些简短的命令总结说明；
k：终止一个进程；
i：忽略闲置和僵死进程，这是一个开关式命令；
q：退出程序；
r：重新安排一个进程的优先级别；
S：切换到累计模式；
s：改变两次刷新之间的延迟时间（单位为s），如果有小数，就换算成ms。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5s；
f或者F：从当前显示中添加或者删除项目；
o或者O：改变显示项目的顺序；
l：切换显示平均负载和启动时间信息；
m：切换显示内存信息；
t：切换显示进程和CPU状态信息；
c：切换显示命令名称和完整命令行；
M：根据驻留内存大小进行排序；
P：根据CPU使用百分比大小进行排序；
T：根据时间/累计时间进行排序；
w：将当前设置写入~/.toprc文件中。

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top命令交互

  • 常用交互操作
    • 基础操作
      • 1：显示CPU详细信息，每核显示一行
      • d / s ：修改刷新频率，单位为秒
      • h：可显示帮助界面
      • n：指定进程列表显示行数，默认为满屏行数
      • q：退出top
    • 面板隐藏显示
      • l：隐藏/显示第1行负载信息；
      • t：隐藏/显示第2~3行CPU信息；
      • m：隐藏/显示第4~5行内存信息；
    • 进程列表排序
      • M：根据驻留内存大小进行排序；
      • P：根据CPU使用百分比大小进行排序；
      • T：根据时间/累计时间进行排序；
  • 详细交互指令：h / ? 可显示帮助界面，原始为英文版，简单翻译如下：
Help for Interactive Commands - procps version 3.2.8
Window 1:Def: Cumulative mode Off.  System: Delay 3.0 secs; Secure mode Off.
 
  Z,B       Global: 'Z' change color mappings; 'B' disable/enable bold
            Z：修改颜色配置；B：关闭/开启粗体
  l,t,m     Toggle Summaries: 'l' load avg; 't' task/cpu stats; 'm' mem info
            l：隐藏/显示第1行负载信息；t：隐藏/显示第2~3行CPU信息；m：隐藏/显示第4~5行内存信息；
  1,I       Toggle SMP view: '1' single/separate states; 'I' Irix/Solaris mode
            1：单行/多行显示CPU信息；I：Irix/Solaris模式切换
  f,o     . Fields/Columns: 'f' add or remove; 'o' change display order
            f：列显示控制；o：列排序控制，按字母进行调整
  F or O  . Select sort field  选择排序列
  <,>     . Move sort field: '<' next col left; '>' next col right 上下移动内容
  R,H     . Toggle: 'R' normal/reverse sort; 'H' show threads
            R：内容排序；H：显示线程
  c,i,S   . Toggle: 'c' cmd name/line; 'i' idle tasks; 'S' cumulative time
            c：COMMAND列命令名称与完整命令行路径切换；i：忽略闲置和僵死进程开关；S：累计模式切换
  x,y     . Toggle highlights: 'x' sort field; 'y' running tasks
            x：列排序；y：运行任务
  z,b     . Toggle: 'z' color/mono; 'b' bold/reverse (only if 'x' or 'y')
            z：颜色模式；b：粗体开关 仅适用于x，y模式中
  u       . Show specific user only 按用户进行过滤，当输入错误可按Ctrl + Backspace进行删除
  n or #  . Set maximum tasks displayed 设置进程最大显示条数
 
  k,r       Manipulate tasks: 'k' kill; 'r' renice
            k：终止一个进程；r：重新设置一个进程的优先级别
  d or s    Set update interval  改变两次刷新之间的延迟时间（单位为s），如果有小数，就换算成ms。输入0值则系统将不断刷新，默认值是5s；
  W         Write configuration file 将当前设置写入~/.toprc文件中
  q         Quit       退出
          ( commands shown with '.' require a visible task display window )
            注意：带.的命令需要一个可见的任务显示窗口
Press 'h' or '?' for help with Windows, any other key to continue


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显示进程信息说明

top - 16:07:37 up 241 days, 20:11,  1 user,  load average: 0.96, 1.13, 1.25
Tasks: 231 total,   1 running, 230 sleeping,   0 stopped,   0 zombie
Cpu(s): 12.7%us,  8.4%sy,  0.0%ni, 77.1%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  1.8%si,  0.0%st
Mem:  12196436k total, 12056552k used,   139884k free,    64564k buffers
Swap:  2097144k total,   151016k used,  1946128k free,  3120236k cached

   PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S  %CPU %MEM     TIME+ 
   628 polkitd   20   0  546192  14456   2928 S   8.5  0.7 101:28.60 
   611 dbus      20   0   61880   3292   1440 S   3.5  0.2  40:46.00 
   610 root      20   0  398464   4560   2040 S   2.2  0.2  25:09.95 
  2521 deng      20   0  611700   4396   1968 S   0.7  0.2   9:05.48 
     1 root      20   0  191300   3416   2048 S   0.2  0.2   1:51.35 
     9 root      20   0       0      0      0 S   0.2  0.0   4:07.42 
    24 root      20   0       0      0      0 S   0.2  0.0   0:04.87 
  2496 deng      20   0  547212   1240   1044 S   0.2  0.1   0:23.04 
 20866 oracle    -2   0 1028404   5400   3544 S   0.2  0.3  11:34.16 
106664 root      20   0       0      0      0 S   0.2  0.0   0:00.60 
117391 root      20   0       0      0      0 S   0.2  0.0   0:00.43 
126357 deng      20   0  162100   2408   1600 R   0.2  0.1   0:00.01 

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top命令的结果分为两个部分：

  • 统计信息：前五行是系统整体的统计信息；
  • 进程信息：统计信息下方类似表格区域显示的是各个进程的详细信息，默认5秒刷新一次。

统计信息说明：

  • 第1行：Top 任务队列信息(系统运行状态及平均负载)，与uptime命令结果相同。
    • 第1段：系统当前时间，例如：16:07:37
    • 第2段：系统运行时间，未重启的时间，时间越长系统越稳定。
      • 格式：up xx days, HH:MM
      • 例如：241 days, 20:11, 表示连续运行了241天20小时11分钟
    • 第3段：当前登录用户数，例如：1 user，表示当前只有1个用户登录
    • 第4段：系统负载，即任务队列的平均长度，3个数值分别统计最近1，5，15分钟的系统平均负载
      • 系统平均负载：单核CPU情况下，0.00 表示没有任何负荷，1.00表示刚好满负荷，超过1侧表示超负荷，理想值是0.7；
      • 多核CPU负载：CPU核数 * 理想值0.7 = 理想负荷，例如：4核CPU负载不超过2.8何表示没有出现高负载。
  • 第2行：Tasks 进程相关信息
    • 第1段：进程总数，例如：Tasks: 231 total, 表示总共运行231个进程
    • 第2段：正在运行的进程数，例如：1 running,
    • 第3段：睡眠的进程数，例如：230 sleeping,
    • 第4段：停止的进程数，例如：0 stopped,
    • 第5段：僵尸进程数，例如：0 zombie
  • 第3行：Cpus CPU相关信息，如果是多核CPU，按数字1可显示各核CPU信息，此时1行将转为Cpu核数行，数字1可以来回切换。
    • 第1段：us 用户空间占用CPU百分比，例如：Cpu(s): 12.7%us,
    • 第2段：sy 内核空间占用CPU百分比，例如：8.4%sy,
    • 第3段：ni 用户进程空间内改变过优先级的进程占用CPU百分比，例如：0.0%ni,
    • 第4段：id 空闲CPU百分比，例如：77.1%id,
    • 第5段：wa 等待输入输出的CPU时间百分比，例如：0.0%wa,
    • 第6段：hi CPU服务于硬件中断所耗费的时间总额，例如：0.0%hi,
    • 第7段：si CPU服务软中断所耗费的时间总额，例如：1.8%si,
    • 第8段：st Steal time 虚拟机被hypervisor偷去的CPU时间（如果当前处于一个hypervisor下的vm，实际上hypervisor也是要消耗一部分CPU处理时间的）
  • 第4行：Mem 内存相关信息（Mem: 12196436k total, 12056552k used, 139884k free, 64564k buffers）
    • 第1段：物理内存总量，例如：Mem: 12196436k total,
    • 第2段：使用的物理内存总量，例如：12056552k used,
    • 第3段：空闲内存总量，例如：Mem: 139884k free,
    • 第4段：用作内核缓存的内存量，例如：64564k buffers
  • 第5行：Swap 交换分区相关信息（Swap: 2097144k total, 151016k used, 1946128k free, 3120236k cached）
    • 第1段：交换区总量，例如：Swap: 2097144k total,
    • 第2段：使用的交换区总量，例如：151016k used,
    • 第3段：空闲交换区总量，例如：1946128k free,
    • 第4段：缓冲的交换区总量，3120236k cached

统计信息区域的下方显示了各个进程的详细信息。首先来认识一下各列的含义。

按对应字母来开启/关闭列，大写字母表示开启，小写字母表示关闭。

序号    列名    含义
a        PID        进程id
b        PPID    父进程id
c        RUSER    Real user name
d        UID        进程所有者的用户id
e        USER    进程所有者的用户名
f        GROUP    进程所有者的组名
g        TTY        启动进程的终端名。不是从终端启动的进程则显示为 ?
h        PR        优先级
i        NI        nice值。负值表示高优先级，正值表示低优先级
j        P        最后使用的CPU，仅在多CPU环境下有意义
k        %CPU    上次更新到现在的CPU时间占用百分比
l        TIME    进程使用的CPU时间总计，单位秒
m        TIME+    进程使用的CPU时间总计，单位1/100秒
n        %MEM    进程使用的物理内存百分比
o        VIRT    进程使用的虚拟内存总量，单位kb。VIRT=SWAP+RES
p        SWAP    进程使用的虚拟内存中，被换出的大小，单位kb。
q        RES        进程使用的、未被换出的物理内存大小，单位kb。RES=CODE+DATA
r        CODE    可执行代码占用的物理内存大小，单位kb
s        DATA    可执行代码以外的部分(数据段+栈)占用的物理内存大小，单位kb
t        SHR        共享内存大小，单位kb
u        nFLT    页面错误次数
v        nDRT    最后一次写入到现在，被修改过的页面数。
w        S        进程状态。
                D=不可中断的睡眠状态
                R=运行
                S=睡眠
                T=跟踪/停止
                Z=僵尸进程
x        COMMAND    命令名/命令行
y        WCHAN    若该进程在睡眠，则显示睡眠中的系统函数名
z        Flags    任务标志，参考 sched.h

默认情况下仅显示比较重要的 PID、USER、PR、NI、VIRT、RES、SHR、S、%CPU、%MEM、TIME+、COMMAND 列。可以通过下面的快捷键来更改显示内容。

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06. 附录

参考：【Linux】一步一步学Linux系列教程汇总

id="article_content" class="article_content clearfix"> id="content_views" class="markdown_views prism-atom-one-light">

在前面系列分析虚实映射时，涉及到了一些MMU协处理器与相关的汇编代码没有深入讲解。本文来专门分析那些协处理器与汇编代码。

本文中所涉及的源码，以OpenHarmony LiteOS-A内核为例，均可以在开源站点 https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_a 获取。如果涉及开发板，则默认以hispark_taurus为例。MMU相关的操作函数主要在文件arch/arm/arm/src/los_arch_mmu.c中定义。

本系列首先了解下ARM CP15协处理器的知识，接着介绍下协处理器相关的汇编指令，最后分析下MMU相关汇编代码。

1、 ARM C15 协处理器

在ARM嵌入式应用系统中， 很多系统控制由ARM CP15协处理器来完成的。CP15协处理器包含编号0-15的16个32位的寄存器。例如，ARM处理器使用C15协处理器的寄存器来控制cache、TCM（Tightly-Coupled Memory）和存储器管理。CP15的各个寄存器的概要信息如下图，图片来自官方资料《ARM® Cortex™-A Series Version: 4.0 Programmer’s Guide》。

在这些C15寄存器中和MMU关系较大的有C2、C7、C17寄存器，这些寄存器的作用，从上图可以看出，分别是：

  • CP15 C2寄存器

Memory protection and control registers，内存保护和控制寄存器，包含Translation Table Base Register 0 (TTBR0)、Translation Table Base Register 1 (TTBR1)和Translation Table Base Control Register (TTBCR)。TTBR0、TTBR1是L1转换页表的基地址，TTCR控制TTBR0和TTBR1的使用。

  • CP15 C7寄存器

Cache and branch predictor maintenance functions、Data and instruction barrier operations用于高速缓存和写缓存控制。

  • CP15 C13寄存器

Context ID Register (CONTEXTIDR)、Software thread ID registers用于保存进程标识符（asid地址空间编号）。

2、ARM C15 协处理器汇编指令

访问CP15寄存器的指令主要是MCR和MRC这两个指令。本小节详细介绍下这2个汇编指令。先看下指令的含义，MCR是ARM处理器寄存器到协处理器寄存器的数据传送指令，英文为Move CPU register to coprocessor register，MRC是协处理器寄存器到ARM处理器寄存器的数据传送指令，英文为Move from coprocessor register to CPU register。这2个指令的语义格式如下，可以看出语义格式是一样的，但是读取写入含义会有差异。MCR是读取Rt寄存器写入协处理器寄存器CRn、CRm，而MRC是读取协处理器寄存器CRn、CRm写入Rt寄存器。

MCR{cond} coproc, #opcode1, Rt, CRn, CRm{, #opcode2}
MRC{cond} coproc, #opcode1, Rt, CRn, CRm{, #opcode2}
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MCR详细的语义介绍如下：

Syntax
MCR{cond} coproc, #opcode1, Rt, CRn, CRm{, #opcode2}

where:
cond
is an optional condition code. 可选的条件码。
coproc
is the name of the coprocessor the instruction is for. The standard name is pn, where n is an integer in the range 0 to 15.协处理器的名称，标准名称为pn，其中n为0-15，例如p14、p15。
opcode1
is a 3-bit coprocessor-specific opcode. 3位的操作码。
opcode2
is an optional 3-bit coprocessor-specific opcode.可选的3位操作码。
Rt
is an ARM source register. Rt must not be PC. 要读取的ARM寄存器，不能为PC寄存器。
CRn, CRm
are coprocessor registers.要写入的协处理器寄存器。
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MRC详细的语义介绍如下：

Syntax
MRC{cond} coproc, #opcode1, Rt, CRn, CRm{, #opcode2}

where:
cond
is an optional condition code.  可选的条件码。
coproc
is the name of the coprocessor the instruction is for. The standard name is pn, where n is an integer in the range 0 to 15.协处理器的名称，标准名称为pn，其中n为0-15，例如p14、p15。
opcode1
is a 3-bit coprocessor-specific opcode.3位的操作码。
opcode2
is an optional 3-bit coprocessor-specific opcode.可选的3位操作码
Rt
is the ARM destination register. Rt must not be PC.要写入的ARM寄存器，不能为PC寄存器。
Rt can be APSR_nzcv. This means that the coprocessor executes an instruction that changes the value of the condition flags in the APSR. Rt也可以为APSR_nzcv。
CRn, CRm
are coprocessor registers.要读取的协处理器寄存器。
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如果大家想更加深入的学习 OpenHarmony 开发的内容，不妨可以参考以下相关学习文档进行学习，助你快速提升自己：

OpenHarmony 开发环境搭建：https://qr18.cn/CgxrRy

《OpenHarmony源码解析》：https://qr18.cn/CgxrRy

系统架构分析：https://qr18.cn/CgxrRy

OpenHarmony 设备开发学习手册：https://qr18.cn/CgxrRy

在这里插入图片描述

OpenHarmony面试题（内含参考答案）：https://qr18.cn/CgxrRy

写在最后

data-report-view="{"mod":"1585297308_001","spm":"1001.2101.3001.6548","dest":"https://blog.csdn.net/maniuT/article/details/139654633","extend1":"pc","ab":"new"}">> id="blogExtensionBox" style="width:400px;margin:auto;margin-top:12px" class="blog-extension-box"> class="blog_extension blog_extension_type2" id="blog_extension"> class="extension_official" data-report-click="{"spm":"1001.2101.3001.6471"}" data-report-view="{"spm":"1001.2101.3001.6471"}"> class="blog_extension_card_left"> class="blog_extension_card_cont"> 鸿蒙开发学习资料领取！！！ class="blog_extension_card_cont_r"> 微信名片
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