使用perf(火焰图)查看热点函数和系统调用最大延迟函数

使用perf(火焰图)查看热点函数和系统调用最大延迟函数

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/stallion5632/article/details/138562957

本文介绍了如何在Ubuntu amd64和ARM64平台上安装和使用perf工具进行性能调优，重点讲解了perf工具的安装步骤、查找CPU热点函数的方法，以及使用火焰图进行性能分析的具体操作，帮助开发者更高效地优化系统性能。

1. 安装perf工具

1.1 在Ubuntu amd64上的安装

安装必要的软件包：

sudo apt install linux-source
sudo apt install linux-tools-$(uname -r)  # Ubuntu 18.04虚拟机实操可行

1.2 在Ubuntu ARM64上的安装

参考以下资源：

• Nvidia Jetson系列产品安装Perf
• ARM64版本的Ubuntu上安装perf

与参考文章不同之处：

需要使用4.9内核版本的NVIDIA L4T 32.7.1：Jetson Linux R32.7.1 Release Page
因为内核版本为：
可以通过以下步骤查看内核版本：linux系统如何查看内核版本、操作系统版本等信息
建议安装：

sudo apt install linux-source

安装依赖包后，进入
kernel/kernel-4.9/tools/perf
目录并执行
make
，编译器会自动检测并提示缺少的依赖项，这些依赖项可以通过
apt
命令安装。

1.3 手动编译安装

请参考 Linux: 手动编译安装指定内核的perf工具

2. perf使用介绍（查找CPU热点函数）

性能调优时，我们通常需要分析程序中CPU占用高的热点代码片段，这时需要使用
perf record
记录函数级别的统计信息，并使用
perf report
显示统计结果。
主要使用的两个指令：

• perf record
• perf report

2.1 获取进程的perf数据

首先启动进程，使用
ps -ef | grep 进程名
查看进程号。

执行以下命令记录性能数据：

sudo perf record -e cpu-clock -g -p <PID>

其中：

• -g
  选项用于记录函数的调用关系
• -e cpu-clock
  指定监控的指标为CPU周期
• -p
  指定需要记录的进程PID

程序运行完后，
perf record
会生成一个名为
perf.data
的文件，之前的
perf.data
文件会被覆盖。

使用以下命令查看
perf.data
文件：

perf report -i perf.data

其中，
-i
指定要查看的文件。

例如，诊断进程时，report结果如下：

sudo perf report -i perf.data

可以看到
crc32_do
函数使用CPU 20.58%。

2.2 使用火焰图

火焰图下载仓库地址：GitHub - brendangregg/FlameGraph

下载火焰图工程代码，并添加至Linux系统环境变量，如
/opt/FlameGraph
。

参考：arm linux 生成火焰图
基于perf运行火焰图脚本需要root权限。

On-CPU火焰图生成脚本

#!/bin/bash
export PATH=/tmp:$PATH
rm -f perf.*
ppid=`ps -ef | grep "进程名" | grep -v "grep" | awk '{print $2}'`
if [[ -z "${ppid}" ]]; then
  echo "进程名 not running"
  exit -1
fi
echo "pid is $ppid"
./perf record -F 99 -e cpu-clock -p ${ppid} -g -- sleep 60
./perf script -i perf.data &> perf.unfold
stackcollapse-perf.pl perf.unfold &> perf.folded
flamegraph.pl perf.folded > perf.svg

Off-CPU火焰图生成脚本

#!/bin/bash
export PATH=$PATH:/opt/FlameGraph
rm -f perf.*
ppid=`ps -ef | grep -i "进程名" | grep -v "grep" | awk '{print $2}'`
if [[ -z "${ppid}" ]]; then
  echo "app not running"
  exit -1
fi
echo "pid is $ppid"
sudo offcputime-bpfcc -df -p ${ppid} 120 > out.stacks # 120s
flamegraph.pl --color=io --title="Off-CPU Time Flame Graph" --countname=us out.stacks > perf_offline.svg

3. 查看系统调用延迟

perf sched latency -s max
用于查看系统调度延迟，具体来说，是查看最大的调度延迟。系统调度延迟是指在操作系统中，从一个任务被触发到它被实际执行之间的时间延迟。
perf sched latency
命令可以解析当前目录下的
perf.data
文件。
-s
表示进行排序，后接参数
max
表示按照最大延迟时间大小排序。

其它参考

C++：perf + Flame Graph火焰图生成