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GProfile的�ȝ��

jackdong — Fri, 26 Oct 2012 07:41:00 GMT

http://blog.csdn.net/dongjun7357/article/details/6277682

一、GProfile��?/p>

GProfile是gcc的一个工��P��用于对应用程序的��试�?/p>

GProfile可以分析出函数的调用�ơ数、函数的调用关系以及函数消耗的旉��?/p>

二、GProfile原理

在编译和链接你的�E�序的时候，gcc 在你应用�E�序的每个函��C��都加入了一个名为mcount ( or "_mcount" , or "__mcount" , 依赖于编译器或操作系�l?的函敎ͼ�也就是说你的应用�E�序里的每一个函数都�?x��)调用mcount, 而mcount �?x��)在内存中保存一张函数调用图�Q��ƈ通过函数调用堆栈的�Ş式查扑֭�函数和父函数的地址。这张调用图也保存了所有与函数相关的调用时��_��调用�ơ数�{�等的所有信息�?nbsp;

�E�序�q�行�l�束后，�?x��)在�E�序退出的路径下生成一�?/span>gmon.out文�g�Q�用来保存监控数据。从�?/span>通过gprof来解��L��据对�E�序�q�行分析�?/span>

三、GProfile用法

1、在�~�译时加入参�?-pg��可以打开GProfile的开兟�?/span>

2�?span style="color: rgb(75,78,81)">gprof只查看用户函��C��息，不能对库函数�q�行查看�?/span> 如果��x��看库函数的信息，在编译时加入"-lc_p"�~�译参数代替"-lc"�~�译参数�Q�这��L(f��ng)��序会(x��)链接libc_p.a库，��可以查看库函数的信息了�?nbsp;
　　3�?gprof只能在程序正常结束退��Z��后才能生成程序测评报告，原因是gprof通过在atexit()里注册了一个函数来产生�l�果信息�Q��Q何非正常退出都不会(x��)执行atexit()的动作，所以不�?x��)��生gmon.out文�g。如果你的程序是一个不�?x��)退出的服务�E�序�Q�那��只有修改代码来辑ֈ�目的。如果不��x��变程序的�q�行方式�Q�可以添加一个信号处理函数解决问题（�q�样对代码修�Ҏ(gu��)��）�Q�例如：(x��)
　　static void sighandler( int sig_no )
　　{
　　exit(0);
　　}
　　signal( SIGUSR1, sighandler )�Q?nbsp;
　　当��用kill -USR1 pid 后，�E�序退出，生成gmon.out文�g�?nbsp;

四、GProfile举例

#include <stdio.h>

  int ppp(int a)

  {

     int i, b;

     b = 0;

     for(i = 0; i<1000000; i++) {

        b++;

     }

     return 0;

  }

  int prime(int n)

  {

     int i, j, b;

     b = 0;

     for(i=2; i<n; i++) {

         for(j = 0; j<1000000; j++) {

              b++;

         }

         if(n%i == 0)

           return 0;

         return 1;

        }

   }



   int main(void)

   {

      int i, n;

      n = 1000;

      for(i=2; i<=n; i++) {

         if(prime(i)) {

            ppp(i);

         }

      }

      return 0;

   }

�~�译�E�序�Q�gcc -pg -o test test.c

�q�行源程�?/span>./test后会(x��)生成一�?/span>gmon.out的文�?/span>�?

分析�l�果�Q�gprof -b test gmon.out

五、GProfile对于�l�果的分�?/p>

-b 不再输出�l�计图表中每个字�D늚�详细描述�?nbsp;
　　-p 只输出函数的调用图（Call graph的那部分信息�Q��?nbsp;
　　-q 只输出函数的旉��消耗列表�?nbsp;
　　-e Name 不再输出函数Name 及其子函数的调用图（除非它们有未被限制的其它父函敎ͼ�。可以给定多�?-e 标志。一�?-e 标志只能指定一个函数�?nbsp;
　　-E Name 不再输出函数Name 及其子函数的调用图，此标志类��g�� -e 标志�Q�但它在��L��间和癑ֈ�比时间的计算中排除了由函数Name 及其子函数所用的旉��?nbsp;
　　-f Name 输出函数Name 及其子函数的调用图。可以指定多�?-f 标志。一�?-f 标志只能指定一个函数�?nbsp;
　　-F Name 输出函数Name 及其子函数的调用图，它类��g�� -f 标志�Q�但它在��L��间和癑ֈ�比时间计��中仅��用所打印的例�E�的旉��。可以指定多�?-F 标志。一�?-F 标志只能指定一个函数�?F 标志覆盖 -E 标志�?nbsp;
　　-z 昄��使用�ơ数为零的例�E�（按照调用计数和篏�U�时间计��）�?nbsp;

GProfile的详�l�请参考：(x��)http://www.cs.utah.edu/dept/old/texinfo/as/gprof.html

�q�个文档对GProfile说的很详�l�，很好�?/p>

jackdong 2012-10-26 15:41 发表评论

使用Gnu gprof�q�行Linux�q�_��下的�E�序分析

jackdong — Sun, 21 Oct 2012 04:36:00 GMT

http://blog.csdn.net/bendanban/article/details/7742593

在网上找了找关于Progfile的工��P��扑ֈ�了这��文章觉得不错，转来分��n下。对原文修改了下�?br />

本文介绍了如何��用Gnu gprof 对Linux�q�_��下的现有�E�序�q�行优化分析和生成程序调用图。主要偏重于对生成和使用��程图作介绍.

Gprof ��?
Gprof功能�Q�打印出�E�序�q�行中各个函数消耗的旉��Q�可以帮助程序员扑և�众多函数中耗时最多的函数。��生程序运行时候的函数调用关系�Q�包括调用次敎ͼ�可以帮助�E�序员分析程序的�q�行��程�?br />有了函数的调用关�p�，�q�会(x��)让开发�h员大大提高工作效率，不用费心地去一点点扑և��E�序的运行流�E�，�q�对��程序来说可能效果不是很明显�Q�但对于有几万，几十万代码量的工�E�来��_��效率是毋庸置疑的�Q�而且�q�个功能对于�l�护旧代码或者是分析Open Source来说那是相当�׃�h的，有了调用图，对程序的�q�行框架也就有了一个大体了解，知道了程序的“骨架“�Q�分析它也就不会(x��)再那么茫�Ӟ��其是对自己不熟�(zh��n)�的代码和Open Source。费话不多说了，让我们开始我们的分析之旅吧！

Gprof 实现原理�Q?/strong>
通过在编译和链接你的�E�序的时候（使用 -pg �~�译和链接选项�Q�，gcc 在你应用�E�序的每个函��C��都加入了一个名为mcount ( or “_mcount” , or “__mcount” , 依赖于编译器或操作系�l?的函敎ͼ�也就是说你的应用�E�序里的每一个函数都�?x��)调用mcount, 而mcount �?x��)在内存中保存一张函数调用图�Q��ƈ通过函数调用堆栈的�Ş式查扑֭�函数和父函数的地址。这张调用图也保存了所有与函数相关的调用时��_��调用�ơ数�{�等的所有信息�?/p>

Gprof基本用法�Q?/em>
1�Q?使用 -pg �~�译和链接你的应用程序�?/p>

2�Q?执行你的应用�E�序使之生成供gprof 分析的数据�?/p>

3�Q?使用gprof �E�序分析你的应用�E�序生成的数据�?/p>

Gprof ��单��用：(x��)
让我们简单的举个例子来看看Gprof是如何��用的�?/p>1�Q�打开linux�l�端。新��Z��个test.c文�g�Q��ƈ生用-pg �~�译和链接该文�g�?test.c 文�g内容如下�Q?

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
void a()
{
  printf("\t\t+---call a() function\n");
}
void c()
{
  printf("\t\t+---call c() function\n");
}
int b()
{
  printf("\t+--- call b() function\n");
  a();
  c();
  return 0;
}

int main()
{
  printf(" main() function()\n");
  b();
}

命��o行里面输入下面命令，没加-c选项�Q�gcc �?x��)默认进行编译�ƈ链接生成a.out�Q?
$gcc -pg test.c

如果没有�~�译错误�Q�gcc�?x��)在当前目录下生成一个a.out文�g�Q�当然你也可以��?–o 选项�l�生成的文�g起一个别的名字，�?gcc –pg test.c –o test , 则gcc�?x��)生成一个名为test的可执行文�g,在命令行下输入[linux /home/test]$./test , ��可以执行该�E�序了，��C��一定要加上 ./ 否则�E�序看上��d��能是执行�Q�可是什么输出都没有�?

2�Q�执行你的应用程序��之生成供gprof 分析的数据�?nbsp; 命��o行里面输�?

[linux /home/test]$a.out
main() function()
+--- call b() function
+---call a() function
+---call c() function

你会(x��)在当前目录下看到一个gmon.out 文�g�Q?�q�个文�g��是供gprof 分析使用的�?

3�Q��用gprof �E�序分析你的应用�E�序生成的数据�?br />命��o行里面输�?

$ gprof -b a.out gmon.out | less

�׃��gprof输出的信息比较多�Q�这里��用了 less 命��o�Q�该命��o可以让我们通过上下方向键查看gprof产生的输出，| 表示gprof -b a.out gmon.out 的输��Z��?less的输入。下面是我从gprof输出中摘抄出的与我们有关的一些详�l�信息�?/p>
%     cumulative    self              self     total
time   seconds     seconds    calls  Ts/call  Ts/call  name
0.00      0.00     0.00        1     0.00     0.00  a
0.00      0.00     0.00        1     0.00     0.00  b
0.00      0.00     0.00        1     0.00     0.00  c

Call graph

granularity: each sample hit covers 4 byte(s) no time propagated

index % time    self  children    called     name
0.00    0.00       1/1           b [2]
[1]      0.0    0.00    0.00       1         a [1]
-----------------------------------------------
0.00    0.00       1/1           main [10]
[2]      0.0    0.00    0.00       1         b [2]
0.00    0.00       1/1           a [1]
0.00    0.00       1/1           c [3]
-----------------------------------------------
0.00    0.00       1/1           b [2]
[3]      0.0    0.00    0.00       1         c [3]

从上面的输出我们能明昄��看出来，main 调用�?b 函数�Q?而b 函数分别调用了a �?c 函数。由于我们的函数只是��单的输出了一个字�Ԍ��故每个函数的消耗时间都�? �U��?

常用的Gprof 命��o选项解释�Q?/strong>

-b不再输出�l�计图表中每个字�D늚�详细描述�?

-p 只输出函数的调用图（Call graph 的那部分信息�Q��?/p>
-q 只输出函数的旉��消耗列表�?/p>
-E Name不再输出函数Name 及其子函数的调用图，此标志类��g�� -e 标志�Q�但它在��L��间和癑ֈ�比时间的计算中排除了由函数Name 及其子函数所用的旉��?/p>
-e Name 不再输出函数Name 及其子函数的调用图（除非它们有未被限制的其它父函敎ͼ�。可以给定多�?-e 标志。一�?-e 标志只能指定一个函数�?

-F Name 输出函数Name 及其子函数的调用图，它类��g�� -f 标志�Q�但它在��L��间和癑ֈ�比时间计��中仅��用所打印的例�E�的旉��。可以指定多�?-F 标志。一�?-F 标志只能指定一个函数�?F 标志覆盖 -E 标志�?

-f Name输出函数Name 及其子函数的调用图。可以指定多�?-f 标志。一�?-f 标志只能指定一个函数�?

-z 昄��使用�ơ数为零的例�E�（按照调用计数和篏�U�时间计��）�?/p>
到这为止你可能对gprof 有了一个比较感性的认识了，你可能会(x��)问如何用它去分析一个真正的Open Source 呢！下面��p��我们�ȝ��gprof��d��析一个Open Source�Q�看看如何去在真实的环境中��用它�?/p>
使用Gprof 分析 Cflow开源项�?/strong>
CFlow 是程序流�E�分析工��P��该工具可以通过分析C源代码，产生�E�序调用图！有点跟Gprof差不多，不过CFlow是通过源代码进行的静态分析�ƈ�?不能分析C++ �E�序,你可以到http://www.gnu.org/software/cflow/��M��载源代码�?/p>
假设你已�l�下载了该源代码�Q�cflow-1.1.tar.gz�Q?�q�把它放�|�在/home目录下，让我们看看如何在�q�个应用上��用gprof�?

1�Q?nbsp;使用 -pg �~�译和链接该应用�E�序,误��入下列命令�?/p>

[linux /home/]tar zxvf cflow-1.1.tar.gz [linux /home/cflow-1.1/src]$./configure [linux /home]$make CFLAGS=-pg LDFLAGS=-pg

如果没有出错你会(x��)�?home/cflow-1.1/src 目录下发行一个名为cflow的可执行文�g�Q�这��是我们加入-pg�~�译选项后编译出来的可以产生供gprof提取信息的可执行文�g�?strong>��C��一定要在编译和链接的时候都使用-pg选项�Q�否则可能不�?x��)��生gmon.out文�g。对于cflow��目�Q�CFLAGS=-pg 是设�|�它的编译选项�Q�LDFLAGS=-pg是设�|�它的链接选项。当然你也可以直接修改它的Makefile来达��C��q�相同的目的�Q�不�q�一定要��C��~�译和链接都要��?pg选项�?

2�Q?nbsp;�q�行cflow �E�序使之生成gmon.out 文�g供gprof使用�?

[linux /home/cflow-1.1/src]$cflow parser.c

查看/home/cflow-1.1/src目录下有没有产生gmon.out文�g�Q�如果没有请重复�W�一步，�q�确认你已经在编译和链接�E�序的时候��用了-pg 选项。Cflow的��用请参�?a >http://www.gnu.org/software/cflow/manual/cflow.html�?

3�Q?nbsp;使用gprof分析�E�序
[linux /home/cflow-1.1/src]$gprof -b cflow gmon.out | less
恭喜你，不出意外你会(x��)在屏�q�上看到gprof的输出，函数消耗时间和函数调用图，下面是我从我的输��Z��摘抄出来的一��段�?/p>

%   cumulative   self              self     total time   seconds   seconds    calls Ts/call Ts/call name 0.00      0.00     0.00   118262     0.00     0.00 include_symbol 0.00      0.00     0.00    92896     0.00     0.00 is_printable 0.00      0.00     0.00    28704     0.00     0.00 set_level_mark 0.00      0.00     0.00    28703     0.00     0.00 is_last 0.00      0.00     0.00    19615     0.00     0.00 auto_processor 0.00      0.00     0.00    15494     0.00     0.00 gnu_output_handler 0.00      0.00     0.00    12286     0.00     0.00 delete_parm_processor 0.00      0.00     0.00     7728     0.00     0.00 newline 0.00      0.00     0.00     7728     0.00     0.00 print_function_name 0.00      0.00     0.00     7728     0.00     0.00 print_level
。。。。。�? 。。。。。�?/p>
Call graph
granularity: each sample hit covers 4 byte(s) no time propagated
index % time    self children   called     name [1]      0.0    0.00    0.00     79+855 [1] 0.00    0.00    166     dcl [52] 0.00    0.00    163     parse_dcl [53] 0.00    0.00    150     dirdcl [56] 0.00    0.00    129     parse_declaration [63] 0.00    0.00     98     parse_variable_declaration [66] 0.00    0.00     63     maybe_parm_list [69] 0.00    0.00     63    parse_function_declaration [70] 0.00    0.00     39    func_body [74]
。。。。。�? 。。。。。�?/p>

通过分析�Q�time你就知道了那个函数消耗的旉��最多，你可以根据这个输��Z��息做有目的的优化�Q�不�q�cflow执行的速度是在是太快了�Q�以臻I��time都是0 (消耗时间是以秒为单位进行统计的)�?

生成囑�Ş化的函数调用�?/strong>

1�Q�Graphviz 工具
看到�q�里你也可能觉得上面的函数调用图实在是不方便察看�Q�也看不出来一个程序调用的整体框架。没有关�p�，我再介绍一个有用的工具�l�你�Q��?Graphviz�Q�Graphviz or Graph Visualization 是由 AT&T 开发的一个开源的囑�Ş可视化工兗��它提供了多�U�画图能力，但是我们重点��x��的是它��?Dot 语言直连囄��能力。在�q�里�Q�将��单介�l�如何��?Dot 来创��Z��个图形，�q�展�C�如何将分析数据转换�?Graphviz 可以使用的规�? Dot 使用的图形规范�?

使用 Dot 语言�Q�你可以指定三种对象�Q�图、节点和辏V��ؓ(f��)了让你理解这些对象的含义�Q�我��构��Z��个例子来展示�q�些元素的用法�?/p>

下图�l�出了一个简单的定向图（directed graph�Q�，其中包含 3 个节炏V��第一行声明这个图�?G�Q��ƈ且声明了该图的类型（digraph�Q�。接下来的三行代码用于创��囄��节点�Q�这些节点分别名�?node1、node2 �?node3。节�Ҏ(gu��)��在它们的名字出现在图规范中时创徏的。边是在在两个节点��用边操作�Q?>�Q�连接在一��h��创徏的，如第 6 行到�W?8 行所�C�。我�q�对边��用了一个可选的属�?label�Q�用它来表示边在图中的名�U�。最后，在第 9 行完成对该图规范的定义�?br />使用 Dot �W�号表示的示例图�Q�test.dot�Q?/p>

digraph G {
    node1;
    node2;
    node3;

    node1 -> node2 [label="edge_1_2"];
    node1 -> node3 [label="edge_1_3"];
    node2 -> node3 [label="edge_2_3"];
}

要将�q�个 .dot 文�g转换成一个图形映像，则需要��?Dot 工具�Q�这个工��h��?Graphviz 包中提供的。清�?6 介绍了这�U��{换�?br />清单 6. 使用 Dot 来创�?JPG 映像
[linux /home]$ dot -Tjpg test.dot -o test.jpg
在这�D�代码中�Q�我告诉 Dot 使用 test.dot 囑�Ş规范�Q��ƈ生成一�?JPG 囑փ��Q�将其保存在文�g test.jpg 中。所生成的图像如�?所�C�。在此处�Q�我使用�?JPG 格式�Q�但�?Dot 工具也可以支持其他格式，其中包括 GIF、PNG �?postscript�{�等�?

Dot创徏的实例图

Dot 语言�q�可以支持其他一些选项�Q�包括外形、颜色和很多属性。有兴趣可以查看graphviz相关文档�?br />2�Q�从gprof的输��Z��提取调用图信息，产生可供Graphviz使用的dot文�g�?br />�q�样的脚本有人已�l�实��C��Q�我们只要下载一个现成的��可以了�Q�首先从http://www.ioplex.com/~miallen/ �|�站下蝲一个mkgraph脚本。解压该脚本到包含gmon.out文�g的目录下。��用mkgraph0.sh产生调用的jpg囑փ�文�g。例如：(x��)使用上面的例子，生成cflow的调用图�?br />[linux /home/cflow-1.1/src]$ mkgraph0.sh cflow gmon.out
部分调用囑֦�下，有了�q�个图是不是对程序整体框架有了个清晰��C��解，如果你对生成的调用图效果不满意，你还可以通过修改mkgraph0脚本使之产生合适的dot文�g卛_��Q?br />

�ȝ��Q?/strong>
使用gprof , Graphviz , mkgraph 生成函数调用�?br />1�Q?使用 -pg �~�译和链接你的应用程序�?br />2�Q?执行你的应用�E�序使之生成供gprof 分析的数据�?br />3�Q?使用mkgraph脚本生成囑�Ş化的函数调用图�?/p>
相关资料�Q?/strong>
文档�Q�用 Graphviz 可视化函数调�?br />文档�Q�Speed your code with the GNU profiler
文档�Q�gropf 帮助文�g
Mkgraph 脚本�Q?a >http://www.ioplex.com/~miallen/
Graphviz 工具�Q?a >http://www.graphviz.org
Cflow         �Q?a >http://www.gnu.org/software/cflow/
�Q�责�ȝ��辑：(x��)城尘 68476636-8003�Q?/p>
原文地址�Q?a >点击打开链接http://os.51cto.com/art/200703/41426_2.htm

jackdong 2012-10-21 12:36 发表评论