嵌入式应用程序性能分析

Question

我有一个运行在嵌入式处理器（ARM）上的应用程序，希望通过分析来了解它使用系统资源（如CPU、内存、IO等）的情况。由于应用程序是在Linux上运行的，因此我认为有许多可用的分析工具。你们有什么建议吗？

谢谢！

编辑：我还应该补充一下我们使用的Linux版本比较旧（2.6.18）。不幸的是，目前我对这方面没有太多的控制。

- kidjan

Answer 1

如果你的Linux系统并不是非常有限，那么你可能会发现gprof和valgrind非常有用。请访问gprof和valgrind了解更多信息。

- bobah

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要使用这些，我需要将它们移植到ARM上，是吗？ - kidjan

据我的经验，Valgrind在嵌入式设备上使用起来很不方便，因为速度太慢了。另一方面，gprof的表现很好。gprof是由GCC本身提供的工具，因此如果你已经成功安装了GCC，就可以使用gprof了。它会生成一个统计文件，稍后可以在带有完整GUI界面的PC上进行分析。 - Gianni

Answer 2

正如bobah所说，gprof和valgrind都很有用。您可能还想尝试使用OProfile。如果您的应用程序是用C++编写的（如标签所示），您可能需要考虑禁用异常（如果您的编译器允许）并避免使用动态转换，就像sashang上面提到的那样。另请参阅嵌入式C++。

- George

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谢谢，OProfile是个好东西。它非常适合嵌入式性能分析。 - kidjan

Answer 3

相关的是，C++工作组对各种C++语言特性的性能成本进行了技术报告。例如，他们分析了动态转换一到两个级别的成本。报告在这里http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/TR18015.pdf，它可能会让您了解嵌入式应用程序中的痛点所在。

- sashang

Answer 4

gprof 可能会让你失望。

假设你正在测试的程序足够大而有用，那么调用树可能需要修剪，因此最好的优化机会是可以删除或避免的函数/方法调用。该链接展示了一种很好的查找方法。

许多人将其视为一种层次化的侦探过程，测量时间。或者你可以直接抓住它的行为，这就是我所做的。

- Mike Dunlavey

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是的，在嵌入式处理器上中断正在运行的程序并不容易。因此，虽然您概述的方法可能适用于连接了完整调试器的桌面，但对于嵌入式开发来说存在问题。而 OProfile 基本上采用了您提出的完全相同的方法，只不过以更一致和有用的方式进行。 - kidjan

@kidjan：我不熟悉OProfile。它是否采用堆栈样本？在挂钟时间（即使被阻塞时）？它是否在代码行级别而不仅仅是函数级别上总结百分比？它是否忽略递归？那么它正在接近（这就是Zoom和LTProf所做的）。我曾经不得不在嵌入式处理器上使用ICE盒来完成这项工作。我承认这可能不容易，但我认为没有什么比实际研究堆栈的个别样本更能找到问题了。 - Mike Dunlavey

它可以完成所有这些事情。在实时程序中暂停嵌入式处理器（我们正在进行实时视频流等实时敏感的事情，因此“海森堡”适用）不仅“不容易”，而且“不可能”。像 OProfile 这样的工具是唯一的选择。 - kidjan

@kidjan: 那听起来你没有问题。这很好。 - Mike Dunlavey