QNX 性能分析工具

发布时间 2023-11-18 09:20:14作者: Zijian/TENG

QNX 性能分析工具

小结

  • hogs:列出最占用 CPU/RAM 的进程,可以统计内存占用详细情况【可单个进程】
  • pidin:显示进程信息、系统信息、库信息...【可单个进程】
  • ps:显示进程信息【可单个进程】
  • top:多核平均占用,不能针对单个进程?
  • ttop:和 top 类似,显示更多线程,单核占用率
  • tracelogger:记录内核事件,保存到 kev 文件,可以用 QNX Momentics 分析各个线程的活动情况

hogs

列出占用 CPU 的进程

参数

-m [e][t][p][s] 统计 ELF/STACK/SHARED/PRIVATE(默认) 内存映射,例如可以用 `-msp` 参数统计 shared 和 private 映射之和
-S [c|m|p] 按照 CPU(默认)、内存、PID 排序
-% <num> [c|m] 只显示 CPU(默认)或内存占用超过 num% 的进程
---TLDR---
-i <iter> 打印 iter 次
-s <sec> 刷新间隔,默认 3

例子

# 显示进程 39379114 及各个核的占用情况,每 1s 刷新一次
hogs -s 1 39379114

# 统计 shared 和 private 内存映射,并按内存占用排序
hogs -msp -Sm

#  显示 CPU 占用超过 10% 的进程
hogs -% 10c

输出列

MSEC: 自上次结果以来,该进程运行的 ms 数
PIDS: 本次迭代中,进程运行时间的占所有其他进程运行时间的百分比
SYS: 本次迭代中,进程运行时间的占迭代时间的百分比
MEMORY: 进程内存用量,取决于 -m 参数
      PID           NAME  MSEC PIDS  SYS       MEMORY
 39379107     MyProcess1   554   1%  18%  17288k   0%
 39358626     MyProcess2   779   2%  25%   7808k   0%
 39379114     MyProcess3   788   2%  26%  15960k   0%
        0         [idle]  2409   6%  80%      0k   0%
        1         [idle]  2976   8%  99%      0k   0%
        2         [idle]  2942   8%  98%      0k   0%
        3         [idle]  3003   8% 100%      0k   0%
        4         [idle]  2993   8%  99%      0k   0%
        5         [idle]  3007   8% 100%      0k   0%
        6         [idle]  3021   8% 100%      0k   0%
        7         [idle]  3013   8% 100%      0k   0%
        8         [idle]  1795   4%  59%      0k   0%
        9         [idle]   974   2%  32%      0k   0%
       10         [idle]  1043   2%  34%      0k   0%
       11         [idle]  3023   8% 100%      0k   0%

pidin

显示进程信息,功能非常强大

参数

-F "%a %b %N %p %J %B"
-fabNpJB 和 -F 类似,简化版
-p prio 以 prio 优先级运行
-P <pid> pid 可以是进程名或 PID

例子

# 显示 MyProcess 进程的 pid、tid、线程名及完整路径
pidin -fabhn -P MyProcess

# 显示系统信息(CPU、内存、进程、线程)
pidin info

# 显示 MyProcess 进程库信息
pidin -P MyProcess libs

ps

无参数:默认列:PID TTY TIME CMD
-a 打印和当前终端关联的进程信息
-A or -e 打印所有进程信息
-f 完整列,增加 UID PPID C STIME
-l 更详细的列

UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
用户 ID 进程 ID 父进程 ID 启动时间 ??累积 CPU 时间 完整命令

ps 不显示僵尸进程,如果要查看僵尸进程,可以用 pidin

top

参数

-t 显示线程名
-z <num> 显示资源消耗最高的 num 个线程
--- TLDR ---
-b batch mode,用于后台,不响应“交互”按键,但是可以响应 Ctrl+C
-d 不刷新屏幕,而是持续输出?
-i <number> 刷新 number 次后自动结束
-n <node> 在远程 node 上运行 top
-p <priority> 以指定优先级运行

例子

# 显示线程名、显示资源消耗最高的 40 个线程
top -tz 40 | grep MyProcess

交互

可以进入 top 界面之后,按键交互。如果 top 带了 -b 参数则无法响应以下按键

? 或 h 显示帮助
d 屏幕刷新间隔,默认 5s
l 立即刷新
k 杀进程
n 显示的线程数,5~40,默认 10
q 退出 top

ttop

Thread Monitor

参数

-p 采样周期,单位 us,默认 1s(1000000)
-r 刷新时间,单位 s,默认 3s
-d 运行总时长,单位 s,默认 10s
-l 在实时输出中,显示多少个线程,默认 20

例子

尽可能多地显示进程 36434092 的所有线程信息

./ttop -l 200 | grep 36434092

注:ttop 显示的 CPU 占用率是相对一个核的,而 top 显示的 CPU 占用是平摊到所有核的

tracelogger

从 instrumented 内核接收事件,保存到文件(默认 /dev/shmem/tracebuffer.kev,kev:kernel events)。然后可以在 Momentics 中分析。
在 Momentics 的 QNX System Profile 的 Perspective,Timeline 面板可以看到各个线程活动情况(nanosleep/running/condvar/receive...)

注:必须以 root 运行,必须是 instrumented 版本的 procnto(如 procnto*-instr),QNX Neutrino 7.0 之后只提供 instrumented

Reference

https://www.qnx.com/developers/docs/7.1/#com.qnx.doc.ide.userguide/topic/analyze_performance.html

https://www.qnx.com/developers/docs/7.1/#com.qnx.doc.ide.userguide/topic/appprofiler_purpose.html
https://www.qnx.com/developers/docs/7.1/#com.qnx.doc.ide.userguide/topic/appprofiler_tool.html
https://www.qnx.com/developers/docs/7.0.0/index.html#com.qnx.doc.neutrino.user_guide/topic/fine_tuning.html

QNX 性能分析

https://www.qnx.com/developers/docs/7.1/#com.qnx.doc.ide.userguide/topic/analyze_performance.html

Momentics 支持 Application Profiler 和 Valgrind-cachegrind

可以

  • 监控性能:
  • !profile 程序:可以分析函数调用情况及各个函数花费时间!!
  • 调查性能瓶颈:测量应用的缓存不命中、堆内存使用、如何和其他进程交互

可以导出性能分析数据,

profile 应用

需要从 IDE 启动,也可以 attach。

采样、函数调用计数

从 IDE 启动的都会固定周期报告 执行位置
相比测量函数 runtimes 开销更小,但不准确:两次采样间隔中间函数可能执行了很多次。也不能用于 timer-synchronized programs

必须统计足够长的时间才能更准确
必须在编译和链接时,加上 -p 参数

从命令行 profile(有很多限制!)
增加编译选项,拷到板子,设置 PROFDIR 环境变量,运行 binary。
注意:app 必须正常退出才能得到 gmon.out 文件。可以在收到信号时,调 exit()
限制:

  • 看不到各个线程!
  • 动态库结果没有!
  • 必需以 root 运行,否则没有 sampling info

测量函数运行时间

进入、退出函数时,报告时间戳。相比采样执行位置,开销更大。用于多线程可能会改变时序、行为。
编译选项:-finstrument-functions
链接选项:-lprofilingS

有些情况只能离线 profile,导出文件、导入 IDE

  • host 和 target 不在一个网络
  • target 上没有 qconn 服务

性能瓶颈分析

之前的profile结果告诉你那个函数时间长,接下来需要进一步分析为什么函数慢

常见的导致性能问题的原因:

  • 大量的堆使用。分配、释放堆空间,可以看 heap usage
  • 受其他进程影响:可以查看内核 event trace,看是否有 饥饿、优先级反转等问题
  • 缓存不命中:Valgrind Cachegrind

Momentics + Valgrind

可以分析

  • Memcheck:内存泄漏
  • Massif:堆内存使用
  • Helgrind:线程同步问题
  • Cachegrind:缓存使用