linux性能调优学习笔记

1.Profiling几种工具

profiling 包括几种：cpu profiling，即提到的性能分析。memory profiling，即分析程序性能。network profiling，即网络流量的分析。

另外，profiling又分两种：1, sampling。即采样方式。2, instruments，即插装代码技术。（包含: 编译期间，链接期间，运行期间）。

oprofile ---- 属于 sampling 方式，即不影响程序行为，也不需要重启程序，它是对cpu进行采样分析。

gprof  ---- 属于插装技术，需在编译期间增加 -pg 选项，属于GNU 部分，不需安装，随着gcc附带。

valgrind --- 属于插装技术，需要在运行期间增加valgrind选项。（其中massif工具用于内存分析，callgrind用于性能分析）

google-perftools ---- 属于插装技术，需要在链接期间增加-L/usr/lib -lprofiler 选项。

2.gprof 分析linux程序性能瓶颈

gcc -pg -o test test.c 

test运行的时候会把搜集的信息保存在gmoun.out中

fedora 不能使用-lc_p选项的问题

一般gprof只能查看用户函数信息。如果想查看库函数的信息，需要在编译是再加入“-lc_p”编译参数代替“-lc”编译参数，这样程序会链接libc_p.a库，才可以产生库函数的profiling信息。

需要安装glibc-profile,下载地址

http://ftp.riken.jp/Linux/fedora/core/updates/2/i386/glibc-profile-2.3.3-27.1.i386.rp。

gprof hello gmon.out -p 得到每个函数占用的执行时间 

gprof hello gmon.out -q 得到call graph，包含了每个函数的调用关系，调用次数，执行时间等信息。 

gprof hello gmon.out -A 得到一个带注释的“源代码清单”，它会注释源码，指出每个函数的执行次数。这需要在编译的时候增加 -g选项。 

3.Oprofile性能调优

http://oprofile.sourceforge.net/news/ 

要使用oprofile   首先得采用打开oprofile支持的内核启动。

Oprofile需要重新编译内核，请确认：

.config 文件中设置：

CONFIG_PROFILING=y 

CONFIG_OPROFILE=y 

另外，还要在 Processor type and features 菜单中启用Local APIC 和 IO-APIC：

CONFIG_X86_LOCAL_APIC=y

CONFIG_X86_IO_APIC=y

查看处理起本身没有集成APIC

oprofile.ko内核模块已经被集成到linux 2.6内核中，所以只需要安装前端工具，可以从oprofile官方网站下载源码来进行安装，当前最新版本为0.9.4。

其支持两种采样(sampling)方式：基于事件的采样(event   based)和基于时间的采样(time   based)。 

基于事件的采样是oprofile只记录特定事件（比如L2   cache   miss）的发生次数，当达到用户设定的 定值时oprofile   就记录一下（采一个样）。这种方式需要CPU   内部有性能计数器(performace   counter)。 现代CPU内部一般都有性能计数器，龙芯2E内部亦内置了2个性能计数器。

基于时间的采样是oprofile   借助OS   时钟中断的机制，每个时钟中断  oprofile   都会记录一次(采一次样）。 引入的目的在于，提供对没有性能计数器   CPU   的支持。其精度相对于基于事件的采样要低。因为要借助   OS 时钟中断的支持，对禁用中断的代码oprofile不能对其进行分析。 

oprofile  在Linux   上分两部分，一个是内核模块(oprofile.ko)，一个为用户空间的守护进程(oprofiled)。前者负责访问性能计数器或者注册基于时间采样的函数(使用register_timer_hook注册之，使时钟中断处理程序最后执行profile_tick   时可以访问之)，并采样置于内核的缓冲区内。后者在后台运行，负责从内核空间收集数据，写入文件。 

oprofile使用

初始化 

opcontrol --init 加载模块，mout /dev/oprofile 创建必需的文件和目录 

配置 

//opcontrol   --setup   --event=CYCLES:1000::0:1 

opcontrol --no-vmlinux 或者 opcontrol --vmlinux=/boot/vmlinux-`uname -r` 决定是否对kernel进行profiling 

opcontrol --event=CPU_CLK_UNHALTED:5000

opcontrol --separate=kernel --separate=lib 分开记录每个程序的性能开销

opcontrol --reset 清楚当前会话中的数据 

启动 

opcontrol --start 开始profiling 

运行待分析之程序 

./hello 运行应用程序，oprofile会对它进行profiling 

取出数据 

opcontrol --dump 把收集到的数据写入文件 

opcontrol --stop 停止profiling 

opcotrol -h 关闭守护进程oprofiled 

opcontrol --shutdown 停止oprofiled 

opcontrol --deinit 卸载模块 

oprofile的功能非常强大，可以对每个线程进行单独采样，也可以对每个CPU单独采样，这些都是通过opcontrol的--separate选项来完成的。

opcontrol   --init 

  该命令会加载oprofile.ko模块，mount   oprofilefs。成功后会在/dev/oprofile/目录下导出一些文件和目录如：   cpu_type,   dump,   enable,   pointer_size,   stats/

配置                 

主要设置计数事件和样本计数，以及计数的CPU模式（用户态、核心态）                

opcontrol   --setup   --event=CYCLES:1000::0:1 

则是设置计数事件为CYCLES，即对处理器时钟周期进行计数 样本计数为1000，即每1000个时钟周期，oprofile   取样一次。处理器运行于核心态则不计数 运行于用户态则计数 

--event=name:count:unitmask:kernel:user 

 name:           event   name,   e.g.   CYCLES   or   ICACHE_MISSES   

count:         reset   counter   value   e.g.   100000 

unitmask:   hardware   unit   mask   e.g.   0x0f 

kernel:       whether   to   profile   kernel:   0   or   1

user:           whether   to   profile   userspace:   0   or   1 

注意：

opreport 在虚拟机下不能使用，物理机上都是没问题的。

--vmlinux指定的内核必须是没有被压缩过的原始的文件

--vmliunx指定的内核必须是当前系统运行的内核

在要对kernel以及modules进行测试时，--vmlinux必须要指定内核

初始化如果出现timer mode 说明出现冲突，应该调用rm /root/.oprofile/daemonrc删除该文件即可。

对于每一次测试过程中，如果需要进行事件的重新设置，就必须重启 daemon, 它是 

一个守护进程。也就是说，收集数据完成后，要用 --shutdown 命令来停止 daemon, 而不是 －－ stop( 此命令只是停止 profiling) ，这样再次进行— start 命令就可以使用新的事件设置；

/usr/bin/oprofiled               守护进程 

/usr/bin/opcontrol               控制前端，负责控制与用户交互，用得最多

/usr/bin/opannotate            根据搜集到的数据，在源码或者汇编层面上注释并呈现给用户 

/usr/bin/opreport                生成二进制镜像或符号的概览 

/usr/bin/ophelp                  列出oprofile支持的事件

/usr/bin/opgprof                生成gprof格式的剖析数据 

opstack：    产生调用图profile，但要求x86/2.6的平台，并且linux2.6安装了call-graph patch

oparchive： 将所有的原始数据文件收集打包，可以到另一台机器上进行分析。

op_import： 将采样的数据库文件从另一种abi转化成本地格式。

最常用的是 opreport，这个可以给出image和symbols的信息，比如我想得到每个函数的执行时间占用比例等信息，用来发现系统性能瓶颈。 opannotate可以对源码进行注释，指出哪个地方占用时间比较多。常用命令如下：

∙opreport -l /bin/bash --exclude-depand --threshold 1 , 用来发现系统瓶颈。 

∙opannotate --source --output-dir=annotated /usr/local/oprofile-pp/bin/oprofiled 

∙opannotate --source --base-dirs=/tmp/build/libfoo/ --search-dirs=/home/user/libfoo/ --output-dir=annotated/ /lib/libfoo.so 

交叉运程注意问题

内核的profile选项是都选择上的，注意另外还需要将eabi选项也选上才行

libpopt.so.0需要拷贝下去

/etc/目录下创建mtab并添加“nodev /dev/oprofile oprofilefs rw 0 0”

4.交叉编译oprofile

http://blog.csdn.net/nanjianhui/article/details/54812 

http://blog.csdn.net/yuyin86/article/details/6671492

1. 首先要下载OProfile的相关软件包，如下：

oprofile-0.9.6.tar.gz: http://oprofile.sourceforge.net/download/

popt-1.14.tar.gz: http://freshmeat.net/projects/popt/

binutils-2.20.tar.gz: http://ftp.gnu.org/gnu/binutils/

注意：在下载oprofile-0.9.6.tar.gz的时候，建议通过git来下载，否则可能不能支持ARM-CortexA9.

git clone git://oprofile.git.sourceforge.net/gitroot/oprofile/oprofile 

首先确认

标板上运行的Linux是否支持下面的选项：

Profiling Support

OProfile system profiling

Kernel performance events and counters

$ make goldfish_defconfig

$ make menuconfig

修改内核配置如下

General setup --->

[*] Profiling support (EXPERIMENTAL)

[ ] Activate markers

[*] OProfile system profiling (EXPERIMENTAL) 

这是把OProfile直接编进内核，也可以选择[M] OProfile system profiling (EXPERIMENTAL)会在arch/arm/oprofile文件夹下生成oprofile.ko,oprofile.ko需要用insmod载入。

$make 

[ARM] 5195/1: ARMv7 Oprofile support

http://kerneltrap.org/mailarchive/git-commits-head/2008/10/11/3608594 

linux kernel proxy 

http://groups.google.com/group/linux-kernel-proxy/msg/a776bd7701f4ee?dmode=source