oprofile5
Oprofile
简介
性能测试的神器。其结果最为准确，为什么呢？请看oprofile的测试原理。
其原理是：现在的很多 CPU都提供一个所谓性能计数器的东西（performance counter），大致的原理就是程序可以注册告诉CPU对什么event感兴趣（比如CPU_CYCLE，CPU经历了一次时钟周期），然后CPU在执 行了相应的操作后，就会在性能计数器上加1，这样程序就可以取出。所以，使用OProfile来定位CPU使用率的问题，就变成了让oprofile收集 程序运行过程中哪个可执行程序（或是so）中的哪个function，消耗的CPU CYCLE最多。
也就是说我们可以通过收集数据知道哪个程序的哪个函数消耗的cpu时间占比。这种测试方法结果更符合实际情况。
使用方法
1. 准备内核：
Oprofile需要内核的支持，2.6的linux内核已经支持了这个功能，可以编译成模块或者直接编译进内核。一般发行版本是没有将此项功能编译进内核的，因此需要手动编译一个内核版本，将cat /boot/config-`uname -r` | grep OPROFILE
应该有这样两行：
CONFIG_HAVE_OPROFILE=y
CONFIG_OPROFILE=m
如果没有则加上，CONFIG_OPROFILE=m表示编译成模块，CONFIG_OPROFILE=y表示直接编译进内核。我一般会选择直接编译进内核。使用重新编译的内核启动机器，如果oprofile编成了模块,需要加载oprofile模块。
2. 安装oprofile工具：
下载oprofile的daemon程序和工具集，直接上http://oprofile.sourceforge.net/download/ 下载最新的oprofile源码包到目标机器上，编译安装。注意：安装时需要root权限。
3. 设置oprofile参数。
Oprofile是通过设置cpu事件来进行性能测试的，它有一个daemon的进程来启动和收集相关的性能数据。因此启动oprofile之前需要先设置一些参数，比如收集的事件名字，抽样频率。
Oprofile的设置是通过opcontrol命令来进行的。
首先，配置 OProfile 是否应该监视内核。这是在启动 OProfile 前唯一所需的配置选项。其它选项都是可选的。
要监视内核，以root用户身份执行以下命令：
| opcontrol --vmlinux=/boot/vmlinux-`uname -r` |
要配置 OProfile 不监视内核，以root用户身份执行以下命令：
| opcontrol --no-vmlinux |
一般来说，我们做应用程序的性能测试不需要关注内核的性能。另外需要关注cpu的周期事件，因此需要进行如下设置
| opcontrol --setup --event=eventname:count:unitmask:kernel:user |
这里解释一下event参数的各个项的意思：
| 项 |
说明 |
| eventname |
要关注的事件名称，常用的事件名称及功能如下： CPU_CLK_UNHALTED： CPU的执行时间，性能测试时最常用的事件 DTLB_MISSES: 数据TLB失效情况。 |
| count |
事件抽样频率，oprofile并不是对每次事件都进行记录，而是进行抽样，每多少次事件进行一次数据收集，如果抽样太低，会导致事件数据的收集占用太多的cpu.因此每个事件，oprofile给了一个最小值，每类事件的最小值可以通过opcontrol --list-events查到。 |
| unitmask |
事件的掩码，通过opcontrol --list-events可查看相应事件的掩码意义，这里不细说了。 |
| kernel |
是否收集内核的事件。0表示不收集，1表示收集。 |
| user |
是否收集用户的事件。0表示不收集，1表示收集。 |
对性能测试时，一般使用的设置参数如下：
| opcontrol --setup --event=CPU_CLK_UNHALTED:10000:0:0:1 |
4. 编译测试程序，需要打开-g参数。
| g++ -g -o perf_test perf_test.cpp |
5. 进行测试。
查看当前设置的状态，确保设置正确
| opcontrol --status |
清除上一次收集的数据
| opcontrol --reset |
启动数据收集。
| opcontrol --start |
运行我们要测试的程序
运行完成后，停止oprofile数据的收集。
| opcontrol --stop |
结果分析
Oprofile的数据有两种查看方式：
1. 使用opreport查看。
查看到的列说明：
| Samples |
采样到的次数 |
| % |
占的百分比 |
| Symbol name |
函数名 |
2. 也可以使用工具，生成图片查看。
先用opgprof产生Gprof格式的数据。
| opgprof ./perf_test |
在当前目录下会生成gmou.out文件。
再用gprof生成txt数据
| gprof ./perf_test gmon.out >result.txt |
把result.txt从服务器上下载下来，在windows下使用前面介绍的python脚本生成 图片
| python gprof2dot.py result.txt | dot -Tpng -o report_gprof.png |
生成图片结果：
工具点评
优点：oprofile是对整个系统的性能进行分析，采用的是硬件计数器，效率高，负载低，且结果准确。
缺点：需要更换内核，需要root权限