Linux下运行OProfile进行系统性能分析

作者：ARM-WinCE

 

具体内容开始之前，先说点缘由。我不用WinCE已经很久了，呵呵，目前公司的项目都是基于Linux/Android，所以也开始在Linux上面做开发。我在接触WinCE之前就做Linux驱动，后来改做WinCE或者说主要做WinCE，但断断续续的接触Embedded Linux，所以写了大量的WinCE博客。现如今风水轮流转，以后要以Linux/Android为主，断断续续的做点WinCE或者Windows Embedded Compact 7了。说实话，刚开始还真有点不太适应。不多说了，下面进入正题。

 

做过Linux系统性能分析和优化的人，一定对Oprofile不陌生，我用到的有两个工具，OProfile和Ftrace，都是用来分析内核性能的工具，今天先介绍一下OProfile的使用。刚开始用得时候，我也是一个初学者，最大的感受就是很难将OProfile在我的嵌入式Linux上面运行起来，在花了很多时间以后才搞定，所以这里写一篇如何玩转OProfile的文章。如下：

 

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.

 

下载完成后，创建一个文件夹名为OProfile_Project，进入该文件夹通过Git命令下载oprofile-0.9.6.tar.gz，解压另外两个工具包，命令如下：

cd Oprofile_Project

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

tar -zxvf popt-1.14.tar.gz

tar -zxvf binutils-2.20.tar.gz

rm *.gz

 

完成后，应该获得三个子文件夹分别是binutils-2.20，oprofile和popt-1.14。

 

 

2. 使用交叉编译器编译OProfile

首先，确认你的目标板上运行的Linux是否支持下面的选项：

Profiling Support

OProfile system profiling

Kernel performance events and counters

 

然后为你的交叉编译器设置环境变量，如下：

export CC=arm-none-linux-gnueabi-gcc

export CXX=arm-none-linux-gnueabi-g++

export CFLAGS=-static

export CXXFLAGS=-static

export CPPFLAGS=-static

export ac_cv_va_copy=C99

 

2.1 交叉编译popt-1.14

进入"OProfile_Project/popt-1.14"目录，打开configure.ac文件，注释掉46行，如下：

AC_ISC_POSIX

AM_C_PROTOTYPES

#AC_CHECK_VA_COPY

      

AC_CHECK_HEADERS

 

 然后在当前目录下创建一个"mypopt"的文件夹，并运行下面的命令进行配置，编译和安装：

./configure –with-kernel=<your embedded linux kernel path> --with-kernel-support –target=arm-none-linux-gnueabi –host=arm-none-linux-gnueabi –prefix= <..../OProfile_Project/popt-1.14/mypopt>

make

make install

 

然后拷贝所生成的头文件及库到你的交叉编译器的目录下面如下：

cp ./mypopt/include/* <your cross-compiler directory>/arm-none-linux-gnueabi/include

cp ./mypopt/lib/* <your cross-compiler directory>/arm-none-linux-gnueabi/lib

 

 

2.2 交叉编译binutils-2.20

首先进入"OProfile_Project/binutils-2.20/gas/config"目录，然后打开tc-arm.c，在2488行做如下的修改：

if (frag->tc_frag_data.last_map != NULL) {

    know (S_GET_VALUE (frag->tc_frag_data.last_map) < S_GET_VALUE(symbolP));

}

在"OProfile_Project/binutils-2.20/"下创建"mybinutils"子目录，运行下面的命令进行编译：

./configure --with-kernel-support –target=arm-none-linux-gnueabi –host=arm-none-linux-gnueabi –prefix= <..../OProfile_Project/binutils-2.20/mybinutils>

make

make install

 

 

2.3 交叉编译opofile-0.9.6

进入"OProfile_Project/oprofile"文件夹，运行下面的命令进行编译：

./autogen.sh

./configure –with-linux=<your embedded linux kernel path> --with-kernel-support –target=arm-none-linux-gnueabi –host=arm-none-linux-gnueabi –with-binutils=<../OProfile_Project/binutils-2.20/mybinutils/>

Make

 

然后进入"OProfile_Project/oprofile/utils/"目录，打开opcontrol文件，在大概1153行做如下修改：

#tmp=”${1/cell/CELL}”

#if test “$1” = “$tmp”; then

#No substitution occurred, so cputype is not cell

if echo $1 | grep -q cell; then

    return 1

else

    return 0

fi

 

然后回到"OProfile_Project/oprofile/"目录，运行下面的命令：

make DESTDIR=$PWD/tgt install

 

 

3. 拷贝OProfile到目标板上面

接下来，要将交叉编译好的oprofile及相关文件拷贝的目标板上面。在目标板启动Linux以后，可以将整个"OProfile_Project"目录拷贝到目标板上的文件系统中，比如"/home/username/OProfile_Project"目录。同时还需要linux的内核文件vmlinux，这个应该和你的目标板上面正在运行的linux是一致的。然后运行下面的拷贝命令：

cp /home/username/OProfile_Project/binutils-2.20/mybinutils/arm-none-linux-gnueabi/bin/obj* /usr/bin

cp -r /home/username/OProfile_Project/oprofile/tgt/usr/local/* /usr/local/

 

 

4. 运行OProfile

首先初始化，如下：

opcontrol –init

opcontrol –vmlinux=<your_linux_kernel_path/vmlinux>

 

然后启动Oprofile

opcontrol –start

 

停止Oprofile

opcontrol –stop

 

看一下report

opreport

 

CPU: ARM Cortex-A9, speed 1200 MHz (estimated)

 

Counted CPU_CYCLES events (Number of CPU cycles) with a unit mask of 0x00 (No unit mask) count 100000 

CPU_CYCLES:100000|

 

samples| %|

 

------------------ 

4047 69.3930   vmlinux

 

1161 19.9074   libc-2.10.1.so 

345 5.9156       ld-2.10.1.so

 

153 2.6235       dash 

65 1.1145         oprofiled

 

16 0.2743         bash 

10 0.1715         grep

 

7 0.1200           cat 

 

 

....

....

1 0.0171           libdl-2.10.1.so 

1 0.0171           libgcc_s.so.1

 

1 0.0171           libm-2.10.1.so 

 

上面的运行结果只是一个例子，是基于默认的event(CPU_CYCLES)的，可以使用"-list-event"来查看所支持的event，命令如下：

opcontrol –list-events 

 

如果想查看其它的event，需要先关闭oprofile然后重新启动，命令如下：

opcontrol --shutdown

opcontrol –event= <your event>

opcontrol --start

 

在运行opofile之后，还可以通过下面的命令查看函数调用的更多的细节：

Opreport -l

 

这里介绍了如何编译并安装oprofile到嵌入式Linux当中，更加具体的使用，可以到oprofile的网站上面察看：oprofile.sourceforge.net。