NXP i.MX8系列平台开发讲解 - 5.5 调试篇 - 掌握perf 工具调试(二)

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掌握perf 工具调试(二)

1. perf stat 整体性能分析

2. perf record 详细分析

3. 使用 perf annotate 查看热点代码

4. 使用perf top 进行监控

5. 总结

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掌握perf 工具调试(二)

根据上一章节了解perf 工具的定义和用法，本章节将以实例进行去使用它，帮助在开发过程中去优化程序代码，让系统能够达到一个最优。

1. perf stat 整体性能分析

使用 perf stat 来获取程序的整体性能统计信息：

perf stat ./hywelstar_perf_demo

从这些统计信息中，我们可以得出以下结论：

• 程序的总运行时间为 13 秒。

• CPU 利用率非常高（1.010 CPUs utilized）。

• 程序产生了 9831 次页面错误（page-faults），这可能是由于内存分配导致的。

• 每个周期执行了 0.85 条指令，说明存在一定的性能瓶颈。

2. perf record 详细分析

为了进一步定位性能瓶颈，我们使用 perf record 记录程序运行期间的详细性能数据：

perf record -g ./hywelstar_perf_demo

然后使用 perf report 分析记录的数据：

perf report

通过这个report 在 perf report 中，我们可以看到各个函数的运行时间分布，以及各个函数的调用关系。通过这个工具，我们可以找出哪些函数占用了大部分的CPU时间。 cpu_intensive_task, 原函数确实是在做一些耗时工作。这样就可以进行去优化。

3. 使用 perf annotate 查看热点代码

对于占用大量CPU时间的函数，可以使用 perf annotate 查看这些函数的具体代码执行情况。

perf annotate

从图中将展现热点代码，左边是运行时间的比例，右边的对照的代码，可以通过方向上下移动，查看函数之间的关系。

4. 使用perf top 进行监控

开发过程中可以通过perf top进行实时的性能监控。

perf top -p <pid>

5. 总结

从上面这个例子查看，cpu_intensive_task 函数中，绝大部分时间消耗在以下几条指令上：

• cvtsi2sdq 指令：将整数转换为双精度浮点数。

• comisd 指令：比较两个双精度浮点数。

这种类型的任务是计算密集型的，优化方法包括：

• 减少不必要的浮点数转换：检查算法是否可以优化，减少或避免浮点数的使用。

• 并行化计算：如果可能，可以使用多线程或SIMD指令集来并行处理这些计算任务。

在实际开发过程中，优化也需要去查看自身的代码涉及性能相关的问题，一般来说通过perf 工具可以轻松的找到相关的问题，另外还可以通过生成火焰图进行更加直观得找到问题的位置。