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来源:沉沦授权站源码 发表时间:2024-11-25 12:39:15

1.如何使用oprofile对软件做profiling

popt源码

如何使用oprofile对软件做profiling

       ã€€ã€€ä¸€. Oprofile简介

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€Profiling是对不同性能特征的数据的形式化总结或分析,它通常以图形和表的形式出现。它提供为特定的处理器事件收集的采样百分数或数量,比如cache miss rate、TLB miss rate等等。一般来说,主要目的是为了找出软件中的性能瓶颈,然后有针对性的优化以提升软件的整体性能。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€Oprofile 是用于 Linux 的若干种评测和性能监控工具中的一种。它可以工作在不同的体系结构上,包括ARM,源码潍坊到德州源码 PowerPC, MIPS, IA, IA 和 AMD Athlon等等。它的开销很小,从Linux 2.6 版起,它被包含进了Linux内核中。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€Oprofile可以收集有关处理器事件的信息,帮助用户识别诸如循环的展开、cache的使用率低、低效的类型转换和冗余操作、错误预测转移等问题。Oprofile是一种细粒度的工具,可以为指令集或者为函数、系统调用或中断处理例程收集采样。Oprofile 通过取样来工作。使用收集到的评测数据,用户可以很容易地找出性能问题。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€é€šè¿‡ç›‘察CPU的hardware events,oprofile可以在运行状态下对整个Linux系统进行profiling。Profiling的对象可以是Linux kernel (包括modules和interrupt handlers), shared libraries或者应用程序。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€ä»Ž0.9.8版本开始,oprofile支持Perf_events profiling mode模式。应用程序operf被用来控制profiling过程;而在legacy mode下,是通过opcontrol脚本和oprofiled daemon来完成的。Operf不再象legacy mode那样需要OProfile kernel driver,它直接和Linux Kernel Performance Events Subsystem打交道。使用operf,就可以用普通用户的身份来profiling用户的应用程序了,当然如果需要对整个系统来profiling的时候还是需要root权限的。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€å¦‚果硬件不支持OProfile使用performance counters,OProfile就只能工作在Timer Mode下了。Timer Mode只能在legacy profiling mode下使用,即只能通过opcontrol脚本来控制。

       ã€€ã€€Oprofile的优势:

       ã€€ã€€Ÿ 比较低的运行开销

       ã€€ã€€Ÿ 对被profiling的对象影响很小

       ã€€ã€€Ÿ 可以profiling中断服务程序(interrupt handlers)

       ã€€ã€€Ÿ 可以profiling应用程序和shared libraries

       ã€€ã€€Ÿ 可以profiling dynamically compiled (JIT) code

       ã€€ã€€Ÿ 可以对整个系统做profiling

       ã€€ã€€Ÿ 可以观察CPU内部的细节,例如cache miss rate

       ã€€ã€€Ÿ 可以多源代码做annotation

       ã€€ã€€Ÿ 可以支持instruction-level的profiling

       ã€€ã€€Ÿ 可以生成call-graph profiles

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€ä¸è¿‡OProfile也不是万能的,它也有自己的局限性:

       ã€€ã€€Ÿ 只能在x, ARM, 和PowerPC架构上生成call graph profiles

       ã€€ã€€Ÿ 不支持%精确的instruction-level profiling

       ã€€ã€€Ÿ 对dynamically compiled (JIT) code profiling的支持还不完善。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€æ— è®ºå¦‚何,Oprofile的功能都比gprof要强很多,代价是配置起来会比较麻烦。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€äºŒ. 编译Oprofile

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€é¦–先最好在Linux kernel里面选中Oprofile driver,以获得全面的支持。

       ã€€ã€€

       ã€€

       ã€€ã€€å› ä¸ºç¬”者使用的是Xilinx Linux pre-built .7,所以这里下载的是linux-xlnx-xilinx-v.7.tar.gz

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€è§£åŽ‹ç¼©åŽï¼Œç”¨ä»¥ä¸‹å‘½ä»¤è°ƒå‡ºLinux kernel的配置界面:

       ã€€ã€€export ARCH=arm

       ã€€ã€€export CROSS_COMPILE=arm-xilinx-linux-gnueabi-

       ã€€ã€€make xilinx_zynq_defconfig

       ã€€ã€€make xconfig 或者make menuconfig

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€åœ¨é…ç½®ç•Œé¢ä¸Šå°†ä»¥ä¸‹ä¸¤é¡¹å‹¾ä¸Šï¼š

       ã€€ã€€General setup --->

       ã€€ã€€[*] Profiling support

       ã€€ã€€<*> OProfile system profiling

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€ç„¶åŽmake uImage即可生成新的uImage,用来替换Xilinx Linux pre-built .7中的Linux kernel image。同时我们也需要vmlinux来检查profiling的结果。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€Oprofile需要popt, bfd, liberty库,要在嵌入式单板上使用这些库,需要手工完成交叉编译。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€é’ˆå¯¹popt 1.7,用以下命令完成编译:

       ã€€ã€€./configure --prefix=/home/wave/xilinx/oprofileprj/rootfs --host=arm-xilinx-linux-gnueabi --with-kernel-support --disable-nls && make && make install

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€é’ˆå¯¹binutils 2.,用以下命令完成编译:

       ã€€ã€€./configure --host=arm-xilinx-linux-gnueabi --prefix=/home/wave/xilinx/oprofileprj/rootfs --enable-install-libbfd --enable-install-libiberty --enable-shared && make && make install

       ã€€ã€€ä¸è¿‡--enable-install-libiberty没有效果,所以需要手工把libiberty.a和libiberty.h拷贝到相应的位置。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€é’ˆå¯¹oprofile 0.9.9,用以下命令完成编译:

       ã€€ã€€./configure --host=arm-xilinx-linux-gnueabi --prefix=/home/wave/xilinx/oprofileprj/rootfs --with-kernel-support --with-binutils=/home/wave/xilinx/oprofileprj/rootfs && make && make install

       ã€€ã€€é…ç½®è¿‡ç¨‹ç»“束后可能会有以下提示,因为没有打算用GUI和profile JITed code,所以直接忽视之。

       ã€€ã€€config.status: executing libtool commands

       ã€€ã€€Warning: QT version 3 was requested but not found. No GUI will be built.

       ã€€ã€€Warning: The user account 'oprofile:oprofile' does not exist on the system.

       ã€€ã€€To profile JITed code, this special user account must exist.

       ã€€ã€€Please ask your system administrator to add the following user and group:

       ã€€ã€€user name : 'oprofile'

       ã€€ã€€group name: 'oprofile'

       ã€€ã€€The 'oprofile' group must be the default group for the 'oprofile' user.

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€å°†ç¼–译完成的uImage,vmlinux,oprofile binary,重新编译的没有-pg的libjpeg binary以及tool chain的libc打包放到SD卡中,准备在ZC开发板上尝试profile djpeg。

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€ä¸‰. 运行Oprofile

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€æ­£å¸¸å¯åŠ¨åµŒå…¥å¼Linux后,在开发板的console上一次输入以下命令:

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€mount /dev/mmcblk0p1 /mnt

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€mkdir -p /home/root/work

       ã€€ã€€cd /home/root/work

       ã€€ã€€tar zxvf /mnt/jpeg-bin-nopg.tar.gz

       ã€€ã€€cd jpeg-bin/bin

       ã€€ã€€cp /mnt/park-x.jpg .

       ã€€ã€€export LD_LIBRARY_PATH=/home/root/work/jpeg-bin/lib

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€cd /home/root/work

       ã€€ã€€tar zxvf /mnt/rootfs.tar.gz

       ã€€ã€€cd rootfs

       ã€€ã€€chown root:root -R

*

       ã€€ã€€cp -R bin/* /usr/bin

       ã€€ã€€cp -R lib/* /lib

       ã€€ã€€cp /bin/which /usr/bin

       ã€€ã€€cp /bin/dirname /usr/bin

       ã€€ã€€mkdir -p /home/wave/xilinx/oprofileprj/rootfs/share

       ã€€ã€€cp -R ./rootfs/* /home/wave/xilinx/oprofileprj/rootfs

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€cd /home/root/work

       ã€€ã€€tar zxvf /mnt/libc.tar.gz

       ã€€ã€€cp ./lib/libstdc*.* /lib

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€mkdir -p /home/wave/xilinx/libjpeg

       ã€€ã€€cd /home/wave/xilinx/libjpeg

       ã€€ã€€tar zxvf /mnt/jpeg-9.tar.gz

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€cp /mnt/vmlinux /home/root/work

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€cd /home/root/work/jpeg-bin/bin

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€opcontrol --init

       ã€€ã€€opcontrol --vmlinux=/home/root/work/vmlinux

       ã€€ã€€opcontrol --setup --event=CPU_CYCLES:::0:1 --session-dir=/home/root/

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€operf --vmlinux /home/root/work/vmlinux ./djpeg -bmp park-x.jpg > result.bmp

       ã€€ã€€opreport -l ./djpeg

       ã€€ã€€

       ã€€ã€€å®Œæˆè¿™ä¸€æ­¥åŽï¼Œæˆ‘们就可以看到profiling的结果了,在笔者的平台上看到的内容的主要部分如下:

       ã€€ã€€root@zynq:~/work/jpeg-bin/bin# opreport -l ./djpeg

       ã€€ã€€Using /home/root/work/jpeg-bin/bin/oprofile_data/samples/ for samples directory.

       ã€€ã€€CPU: ARM Cortex-A9, speed MHz (estimated)

       ã€€ã€€Counted CPU_CYCLES events (CPU cycle) with a unit mask of 0x (No unit mask) count

       ã€€ã€€samples % image name symbol name

       ã€€ã€€ . libc-2..so /lib/libc-2..so

       ã€€ã€€

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