用gprof测试软件性能（zz）

英文参考：http://sourceware.org/binutils/docs-2.17/gprof/

 

转载自http://www.cnblogs.com/huangpeng/archive/2009/02/17/1392456.html

程序分析工具gprof介绍

 

程序分析是以某种语言书写的程序为对象，对其内部的运作流程进行分析。程序分析的目的主要有三 点：一是通过程序内部各个模块之间的调用关系，整体上把握程序的运行流程，从而更好地理解程序，从中汲取有价值的内容。二是以系统优化为目的，通过对程序 中关键函数的跟踪或者运行时信息的统计，找到系统性能的瓶颈，从而采取进一步行动对程序进行优化。最后一点，程序分析也有可能用于系统测试和程序调试中。 当系统跟踪起来比较复杂，而某个BUG又比较难找时，可以通过一些特殊的数据构造一个测试用例，然后将分析到的函数调用关系和运行时实际 的函数调用关系进行对比，从而找出错误代码的位置。

程序分析工具不同于调试器，它只产生程序运行时某些函数的调用次数、执行时间等等宏观信息，而不 是每条语句执行时的详细信息。Gprof是Linux下一个强有力的程序分析工具。对于C、Pascal或者Fortran77语言的程序，它能够以“日志”的形式记录程序运行时的统计信息：程序运行中各个函数消耗的时间和 函数调用关系，以及每个函数被调用的次数等等。从而可以帮助程序员找出众多函数中耗时最多的函数，也可以帮助程序员分析程序的运行流程。相信这些功能对于 分析开源代码的程序员来说，有着相当大的诱惑力。

用gprof分析程序

用gprof对程序进行分析主要分以下三个步骤：

l         用编译器对程序进行编译，加上-pg参数。

l         运行编译后的程序。

l         用gprof命令查看程序的运行时信息。

先以一个简单的例子演示一下吧。随便找一个能够运行的程序的源代码，比如下面的文件test.c：

 

 

 

 

 1 
 2 int IsEven(int x)
 3 
 4 {
 5 
 6        return 0 == x & 1;
 7 
 8 }
 9 
10 int main(int argc, char *argv[]
11 
12 {
13 
14        int i = 0;
15 
16        while(++i < 1000) IsEven(i);
17 
18 }

 

 

 

 

 

 

首先，用以下命令进行编译：

       [root@localhost]#gcc –o test –pg test.c

然后，运行可执行文件test.

       [root@localhost]#./test

运行后，在当前目录下将生成一个文件gmon.out，这就是gprof生成的文件，保存有程序运行期间函数调用等信息。

最后，用gprof命令查看gmon.out保存的信息：

       [root@localhost]#gprof test gmon.out –b

这样就有一大堆信息输出到屏幕上，有函数执行单间，函数调用关系图等等，如下：

Flat profile:

Each sample counts as 0.01 seconds.

 no time accumulated

  %   cumulative   self              self     total          

 time   seconds   seconds    calls  Ts/call  Ts/call  name   

  0.00      0.00     0.00     1000     0.00     0.00  IsEven(int)

 

                     Call graph

 

 

granularity: each sample hit covers 2 byte(s) no time propagated

 

index % time    self  children    called     name

                0.00    0.00    1000/1000        main [7]

[8]      0.0    0.00    0.00    1000         IsEven(int) [8]

-----------------------------------------------

 

Index by function name

 

   [8] IsEven(int)

以上介绍了gprof最简单的使用方法，下面针对其使用过程中的三个步骤详细说明。

编译和链接

上面的例子中，程序比较简单，只有一个文件。如果源代码有多个文件，或者代码结构比较复杂，编译 过程中先生成若干个目标文件， 然后又由链接器将这些目标文件链接到一起，这时该怎么使用gprof呢？

对于由多个源文件组成的程序，编译时需要在生成每个.o文件的时候加上-pg参数，同时在链接的时候也要加上-pg参数。对于链接器不是GCC的情况，如ld，又有特殊的要求。

同时，-pg参数只能记录源代码中各个函数的调用关系，而不能记录库函数的调用情况。要想记录每个库函数的调用 情况，链接的时候必须指定库函数的动态（或者静态）链接库libc_p.a，即加上-lc_p，而不是-lc。

还要说明的是，如果有一部分代码在编译时指定了-pg参数，而另一部分代码没有指定，则生 成的gmon.out文件中将缺少一部分函数，也没有那些函数的调用关系。但是并不影响gprof对其它函数进行记录。

运行

编译好的程序运行时和运行一般的程序没有什么不同，只是比正常的程序多生成了一个文件gmon.out。注意，这个文件名是固 定的，没法通过参数的设置进行改变。如果程序目录中已经有一个gmon.out，则它会被新的gmon.out覆盖掉。

关于生成的gmon.out文件所在的目录，也有以下约定：程序退出时所运行的文件所在目录就是生成的gmon.out文件所在的目录。如果一 个程序执行过程中调用了另一个程序，并在另一个程序的运行中终止，则gmon.out会在另一个程序所在的目录中生成。

还有一点要注意的就是当程序非正常终止时不会生成gmon.out文件，也因此就没法查看程 序运行时的信息。只有当程序从main函数中正常退出，或者通过系统调用exit()函数而退出时，才会生成gmon.out文件。而通过底层调用如_exit()等退出时不会生成gmon.out。

查看

查看程序运行信息的命令是gprof，它以gmon.out文件作为输入，也就是将gmon.out文件翻译成可读的形式展现给用户。其命令格式如下：

       gprof [可执行文件] [gmon.out文件] [其它参数]

方括号中的内容可以省略。如果省略了“可执行文件”，gprof会在当前目录下搜索a.out文件作为可执行文件，而如果省 略了gmon.out文件，gprof也会在当前目录下寻找gmon.out。其它参数可以控制gprof输出内容的格式等信息。最常用的参数如下：

l         -b 不再输出 统计图表中每个字段的详细描述。

l         -p 只输出函 数的调用图（Call graph的那部分信息）。

l         -q 只输出函 数的时间消耗列表。

l         -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 的其它父函数）。可以给定多个 -e 标志。 一个 -e 标志只能指定一个函数。

l         -E Name 不 再输出函数Name 及其子函数的调用图，此标志类似于 -e 标志，但它在总时间和百分比时间的计算中排除了由函数Name 及其子函数所用的时间。

l         -f Name 输 出函数Name 及其子函数的调用图。可以指定多个 -f 标志。一个 -f 标志只能指定一个函数。

l         -F Name 输 出函数Name 及其子函数的调用图，它类似于 -f 标志，但它在总时间和百分比时间计算中仅使用所打印的例程的时间。可 以指定多个 -F 标志。一个 -F 标志只能指定一个函数。-F 标志覆盖 -E 标志。

l         -z 显示使用 次数为零的例程（按照调用计数和累积时间计算）。

不 过,gprof不能显示对象之间的继承关系,这也是它的弱点.

 

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转载自：http://os.51cto.com/art/200703/41426_2.htm

生成图形化的函数调用图

1．Graphviz 工具
看到这里你也可能觉得上面的函数调用图实在是不方便察看，也看不出来一个程序调用的整体框架。没有关系，我再介 绍一个有用的工具给你，使用 Graphviz，Graphviz or Graph Visualization 是由 AT&T 开发的一个开源的图形可视化工具。它提供了多种画图能力，但是我们重点关注的是它使用 Dot 语言直连图的能力。在这里，将简单介绍如何使用 Dot 来创建一个图形，并展示如何将分析数据转换成 Graphviz 可以使用的规范, Dot 使用的图形规范。
使用 Dot 语言，你可以指定三种对象：图、节点和边。为了让你理解这些对象的含义，我将构建一个例子来展示这些元素的用法。
下图给出了一个简单的定向图 （directed graph），其中包含 3 个节点。第一行声明这个图为 G，并且声明了该图的类型（digraph）。接下来的三行代码用于创建该图的节点，这些节点分别名为 node1、node2 和 node3。节点是在它们的名字出现在图规范中时创建的。边是在在两个节点使用边操作（->）连接在一起时创建的，如第 6 行到第 8 行所示。我还对边使用了一个可选的属性 label，用它来表示边在图中的名称。最后，在第 9 行完成对该图规范的定义。
使用 Dot 符号表示的示例图（test.dot）

1： digraph G { 2：   node1; 3：   node2; 4：   node3; 5： 6：   node1 -> node2 [label="edge_1_2"]; 7：   node1 -> node3 [label="edge_1_3"]; 8：   node2 -> node3 [label="edge_2_3"]; 9： }

要 将这个 .dot 文件转换成一个图形映像，则需要使用 Dot 工具，这个工具是在 Graphviz 包中提供的。清单 6 介绍了这种转换。
清 单 6. 使用 Dot 来创建 JPG 映像
[linux /home]$ dot -Tjpg test.dot -o test.jpg
在 这段代码中，我告诉 Dot 使用 test.dot 图形规范，并生成一个 JPG 图像，将其保存在文件 test.jpg 中。所生成的图像如图1所示。在此处，我使用了 JPG 格式，但是 Dot 工具也可以支持其他格式，其中包括 GIF、PNG 和 postscript等等。

图 1. Dot 创建的示例图

Dot 语言还可以支持其他一些选项，包括外形、颜色和很多属性。有兴趣可以查看graphviz相关文档。
2．从gprof的输出中提取调用图信息， 产生可供Graphviz使用的dot文件。
这样的脚本有人已经实现了，我们只要下载一个现成的就可以了，首先从http://www.ioplex.com/~miallen/ 网站下载一个mkgraph脚本。解压该脚本到包含gmon.out文件的目录下。使用mkgraph0.sh产生调用的jpg图像文件。例如：使用上面 的例子，生成cflow的调用图。
[linux /home/cflow-1.1/src]$ mkgraph0.sh cflow gmon.out
部分调用图如下，有了这个图是不是对程序整体框架有了个清晰地了解，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文件即可：

 

部分调用图如下

总 结：
使用gprof , Graphviz , mkgraph 生成函数调用图
1． 使用 -pg 编译和链接你的应用程序。
2． 执行你的应用程序使之生成供gprof 分析的数据。
3． 使用mkgraph脚本生成图形化的函数调用图。

相关资料：
文档：用 Graphviz 可视化函数调用
文档：Speed your code with the GNU profiler
文档：gropf 帮助文件
Mkgraph 脚本：http://www.ioplex.com/~miallen/
Graphviz 工具：http://www.graphviz.org
Cflow         ：http://www.gnu.org/software/cflow/

 

 

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转载自：http://www.51testing.com/?uid-13997-action-viewspace-itemid-79952

1 下载

 

http://code.google.com/p/jrfonseca/wiki/Gprof2Dot

http://jrfonseca.googlecode.com/svn/trunk/gprof2dot/gprof2dot.py  下载gprof2dot.py

 http://www.graphviz.org/Download_source.php下载源代码graphviz-2.18.tar.gz

 

2  环境

[admin@b2bsearch80 bin]$ python -V

Python2.3.4

[admin@b2bsearch80 bin]$ gcc -v

Reading specs from /usr/lib/gcc/i386-redhat-linux/3.4.6/specs

Configured with: ../configure --prefix=/usr --mandir=/usr/share/man --infodir=/usr/share/info --enable-shared --enable-threads=posix --disable-checking --with-system-zlib --enable-__cxa_atexit --disable-libunwind-exceptions --enable-java-awt=gtk --host=i386-redhat-linux

Thread model: posix

gcc version 3.4.6 20060404 (Red Hat3.4.6-3)

[admin@b2bsearch80 bin]$ uname -a

Linux b2bsearch802.6.9-42.ELsmp #1 SMP Wed Jul 12 23:27:17 EDT 2006 i686 i686 i386 GNU/Linux

 

3  安装

 

Chmod 744 gprof2dot.py

Tar -zxvf graphviz-2.18.tar.gz

  ./configure

 make

  su  -

 make install

 

4   编译代码

gcc -pg -g -o uniqueCoreDump uniqueCoreDump.c

 

5  执行代码生成gmon.out

 

  执行命令产生gmon.out文件

  ./uniqueCoreDump

ll gmon.out

 

如果gprof ./uniqueCoreDump有：

gmon.out file is missing call-graph data

 

则表示没有正确的编译选项或者只有一个main函 数

 

 

 

6  生成图片

 gprof ./uniqueCoreDump  | ./gprof2dot.py -n0 -e0 | dot -Tpng -o output.png

 

  sz  output.png