[發(fā)明專利]一種嵌入式設(shè)備上的性能調(diào)試方法

在審

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• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111813677A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐波;岳堅(jiān);張少倩;湯婷
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州優(yōu)萬科技有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 杭州廣奧專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33334
• 代理人: 高麗敏

本發(fā)明涉及一種嵌入式設(shè)備上的性能調(diào)試方法。其特征在于是通過編譯器插樁的方法對函數(shù)的入口和出口進(jìn)行插樁，結(jié)合輕量級PMU庫達(dá)到函數(shù)級統(tǒng)計(jì)效果，獲取系統(tǒng)中每個(gè)函數(shù)的開銷并輸出采集的結(jié)果；再讀取之前輸出的采集結(jié)果文件創(chuàng)建csv文件，解析之前保存的每個(gè)函數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，讀取對應(yīng)的工程的符號表信息、根據(jù)函數(shù)地址及符號表信息獲取函數(shù)名稱，把每個(gè)函數(shù)的性能采集數(shù)據(jù)及函數(shù)名稱寫入csv文件中，并保存，再在csv文件中根據(jù)每一項(xiàng)具體的新能數(shù)據(jù)，分析個(gè)函數(shù)的開銷，找到瓶頸函數(shù)。本發(fā)明能夠迅速定位性能瓶頸函數(shù)及系統(tǒng)原因，達(dá)成性能優(yōu)化目標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種嵌入式設(shè)備上的性能調(diào)試方法。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，各種嵌入式設(shè)備越來越多，嵌入式設(shè)備上軟件也越來越復(fù)雜；而目前市面上嵌入式設(shè)備所運(yùn)行的操作系統(tǒng)各種各樣，freertos、ucos、threadx、nucleus、pikeos、nxp、linux，也有一些基于微內(nèi)核架構(gòu)的OS，如L4等。這些系統(tǒng)如Linux自帶了非常豐富的調(diào)試性能調(diào)試工具如perf等，但是大部分系統(tǒng)并沒有提供性能調(diào)試手段或者性能調(diào)試工具。

目前有些嵌入式設(shè)備上甚至只有非常簡單的支持多任務(wù)的系統(tǒng)，完全沒有性能調(diào)試框架的；但是嵌入式設(shè)備又對性能和成本的追求一直在提升，所以需要對嵌入式設(shè)備上的運(yùn)行的程序做不斷的優(yōu)化，從而達(dá)到性能最佳。

目前嵌入式設(shè)備上的性能調(diào)試更多的通過task的角度來分析，即從任務(wù)調(diào)度的角度來分析；在調(diào)度器內(nèi)部增加一些調(diào)試信息，從而確定是哪個(gè)任務(wù)占用了大部分系統(tǒng)時(shí)間；在確定任務(wù)后再分析任務(wù)流程，通過增加trace信息從而找到性能瓶頸的代碼及數(shù)據(jù)。Linux perf是基于采樣的，在某種程度上無法做到精確定位；譬如你要去采集cache miss的行為，但perf無法精確的讓你知道每個(gè)函數(shù)發(fā)生cache miss的次數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種嵌入式設(shè)備上的性能調(diào)試方法，能夠迅速定位性能瓶頸函數(shù)及系統(tǒng)原因，達(dá)成性能優(yōu)化目標(biāo)。

為此，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案：一種嵌入式設(shè)備上的性能調(diào)試方法，其特征在于是通過編譯器插樁的方法對函數(shù)的入口和出口進(jìn)行插樁，結(jié)合輕量級PMU庫達(dá)到函數(shù)級統(tǒng)計(jì)效果，獲取系統(tǒng)中每個(gè)函數(shù)的開銷并輸出采集的結(jié)果；再讀取之前輸出的采集結(jié)果文件創(chuàng)建csv文件，解析之前保存的每個(gè)函數(shù)的記錄數(shù)據(jù)，讀取對應(yīng)的工程的符號表信息、根據(jù)函數(shù)地址及符號表信息獲取函數(shù)名稱，把每個(gè)函數(shù)的性能采集數(shù)據(jù)及函數(shù)名稱寫入csv文件中，并保存，再在csv文件中根據(jù)每一項(xiàng)具體的新能數(shù)據(jù)，分析個(gè)函數(shù)的開銷，找到瓶頸函數(shù)。

作為優(yōu)選，開始采集時(shí)，先初始化采集系統(tǒng)，創(chuàng)建高性能內(nèi)存池供后續(xù)hash表entity分配使用，初始化PMU，設(shè)置相關(guān)性能采集event，并enable，設(shè)置采集開始flag，系統(tǒng)開始采集相關(guān)信息，以__cyg_profile_func_enter為每個(gè)統(tǒng)計(jì)的開始點(diǎn)，為每個(gè)函數(shù)創(chuàng)建對應(yīng)的hash表entity，分別記錄每個(gè)函數(shù)的入口和出口對應(yīng)的性能數(shù)據(jù)值，并計(jì)算相應(yīng)delta值，同時(shí)也記錄函數(shù)的運(yùn)行次數(shù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并更新到hash表的entity，設(shè)置結(jié)束采集標(biāo)志，及設(shè)置采集開始的flag＝false，發(fā)送采集結(jié)果獲取命令，遍歷hash表中的各entity，并根據(jù)運(yùn)行總時(shí)間進(jìn)行快速排序，輸出相關(guān)結(jié)果，保存輸出結(jié)果到文件中。

作為優(yōu)選，所述的編譯器插樁包括自行增加一個(gè)編譯器插件，所述的插件在代碼編譯階段在函數(shù)入口及退出的地方插入對應(yīng)的指令。

作為優(yōu)選，所述的編譯器插樁為直接使用編譯器參數(shù)-finstrument-functions來對函數(shù)的入口和出口進(jìn)行插樁。

作為優(yōu)選，所述的函數(shù)的開銷包括運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行次數(shù)、cache miss rate的性能關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

作為優(yōu)選，所述的CSV文件為excel文件。