7 OProfile — 系统范围的分析器 #

OProfile 由一个内核驱动程序以及一个用于收集数据的守护程序构成。它使用许多处理器上都会提供的硬件性能计数器。OProfile 能够分析所有代码，包括内核、内核模块、内核中断处理程序、系统共享库和其他应用程序。

新式处理器支持通过硬件由性能计数器执行分析。根据所用的处理器，可能会提供许多计数器，可以使用要计入的事件对每个计数器进行编程。每个计数器都有一个值来确定采样频率。值越小，则使用样本的频率越高。

在执行后处理步骤期间，将收集所有信息，并将指令地址映射到某个函数名称。

要使用 OProfile，请安装 oprofile 软件包。OProfile 可在 AMD64/Intel 64、IBM Z 和 POWER 处理器上运行。

为您要分析的相关应用程序安装 *-debuginfo 软件包非常有用。要分析内核，还需要安装 debuginfo 软件包。

OProfile 包含多个实用程序，用于处理分析进程及其分析的数据。以下列表简要汇总了本章中使用的程序：

使用 OProfile 可以分析内核和应用程序。分析内核时，请告知 OProfile 要在何处查找 vmlinuz* 文件。使用 --vmlinux 选项并将其指向 vmlinuz*（一般位于 /boot 中）。如果您需要分析内核模块，OProfile 默认便会执行此操作。但是，请务必阅读 https://oprofile.sourceforge.net/doc/kernel-profiling.html。

大多数应用程序不需要分析内核，因此您应该使用 --no-vmlinux 选项来减少信息量。

7.4.2 获取事件配置 #

 

事件配置的一般过程如下：

1. 首先使用事件 CPU-CLK_UNHALTED 和 INST_RETIRED 找到优化机会。

2. 使用特定的事件查找瓶颈。要列出事件，请使用命令 perf list。

如果您需要分析特定的事件，请先使用 ophelp 命令查看处理器支持的可用事件（从 Intel Core i5 CPU 生成的示例输出）：

# ophelp
oprofile: available events for CPU type "Intel Architectural Perfmon"

See Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer's Manual
Volume 3B (Document 253669) Chapter 18 for architectural perfmon events
This is a limited set of fallback events because oprofile does not know your CPU
CPU_CLK_UNHALTED: (counter: all))
        Clock cycles when not halted (min count: 6000)
INST_RETIRED: (counter: all))
        number of instructions retired (min count: 6000)
LLC_MISSES: (counter: all))
        Last level cache demand requests from this core that missed the LLC (min count: 6000)
        Unit masks (default 0x41)
        ----------
        0x41: No unit mask
LLC_REFS: (counter: all))
        Last level cache demand requests from this core (min count: 6000)
        Unit masks (default 0x4f)
        ----------
        0x4f: No unit mask
BR_MISS_PRED_RETIRED: (counter: all))
        number of mispredicted branches retired (precise) (min count: 500)

使用选项 --event 指定性能计数器事件。可以使用多个选项。此选项需要事件名称（通过 ophelp 获得）和采样率，例如：

# operf --events CPU_CLK_UNHALTED:100000

警告：使用 CPU_CLK_UNHALTED 设置采样率

设置较低的采样率可能会严重影响系统性能，而设置较高的采样率可能会给系统造成较大程度的干扰，导致数据无用。建议微调要使用和不使用 OProfile 监控的性能指标，并通过试验来确定对性能产生的干扰最轻的最小采样率。

在生成报告之前，请确保 operf 已停止。除非您已使用 --session-dir 提供了输出目录，否则 operf 会将其数据写入 CUR_DIR/oprofile_data/samples/current，并且报告工具 opreport 和 opannotate 默认会在此位置查找数据。

不使用任何选项调用 opreport 可以提供完整摘要。使用某个可执行文件作为参数，检索仅来自于此可执行文件的分析数据。如果您要分析以 C++ 编写的应用程序，请使用 --demangle smart 选项。

opannotate 生成的输出包含源代码中的批注。结合使用以下选项运行此命令：

# opannotate --source \
   --base-dirs=BASEDIR \
   --search-dirs=SEARCHDIR \
   --output-dir=annotated/ \
   /lib/libfoo.so

选项 --base-dir 包含从调试源文件拆分出的路径逗号分隔列表。在 --search-dirs 中查找前已搜索过这些路径。--search-dirs 选项也是一个用于搜索源文件的目录逗号分隔列表。

注意：带批注源代码中的误差

由于编译器优化功能，代码可能会消失或显示在不同的位置。参考 https://oprofile.sourceforge.net/doc/debug-info.html 中的信息可以全面了解这种行为的含义。

本章仅提供了简短概述。有关详细信息，请参考以下链接：