2025年程序性能分析工具—gprof

科技前沿 • 2025-04-04 17:48 • 阅读 55

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性能分析工具—gprof

一、概述

gprof 是 GNU 提供的程序时间监测工具，可以统计出各个函数的调用次数、时间、以及函数调用图。可以通过命令man gprof进来了解。

二、原理

在编译和链接程序的时候，使用-pg选项，这样gcc/g++就会在应用程序的每个函数中都加入一个名为mcount/_mcount/__mcount的函数，即用-pg编译的应用程序里的每个函数都会调用mcount函数，而mcount函数会在内存中保存一张函数调用图，并通过函数调用堆栈的形式查找子函数和父函数的地址，这张调用图也保存了所有与函数相关的调用时间、调用次数等所有信息。

三、实战操作

例子程序:下载bch.c

 vim bch.c gcc -pg -o bch bch.c ./bch gprof bch gprof bch gmon.out >report.txt

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备注：运行bch程序正常退出，才能生成gmon.out文件

分析report.txt就可以获得程序的调用关系、函数执行时间等信息

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report.txt部分信息如下：

讯享网Flat profile: Each sample counts as 0.01 seconds. no time accumulated % cumulative self self total time seconds seconds calls Ts/call Ts/call name 0.00 0.00 0.00  0.00 0.00 mod_s 0.00 0.00 0.00  0.00 0.00 gf_mul 0.00 0.00 0.00 32287 0.00 0.00 a_log 0.00 0.00 0.00 16149 0.00 0.00 gf_sqr 0.00 0.00 0.00 10242 0.00 0.00 fls 0.00 0.00 0.00 10241 0.00 0.00 deg 0.00 0.00 0.00 558 0.00 0.00 ___arch__swab32 0.00 0.00 0.00 140 0.00 0.00 a_pow 0.00 0.00 0.00 140 0.00 0.00 modulo 0.00 0.00 0.00 16 0.00 0.00 bch_alloc 0.00 0.00 0.00 4 0.00 0.00 load_ecc8 0.00 0.00 0.00 2 0.00 0.00 display_info 0.00 0.00 0.00 2 0.00 0.00 encode_bch 0.00 0.00 0.00 2 0.00 0.00 encode_bch_unaligned 0.00 0.00 0.00 2 0.00 0.00 store_ecc8 0.00 0.00 0.00 1 0.00 0.00 build_deg2_base 0.00 0.00 0.00 1 0.00 0.00 build_gf_tables 0.00 0.00 0.00 1 0.00 0.00 build_mod8_tables 0.00 0.00 0.00 1 0.00 0.00 compute_generator_polynomial 0.00 0.00 0.00 1 0.00 0.00 decode_bch 0.00 0.00 0.00 1 0.00 0.00 init_bch % the percentage of the total running time of the time program used by this function.

四、生成函数调用图

由于结果report.txt分析不太直观，可以借助gprof2dot.py与dot工具生成函数调用图

dot使用依赖于graphviz
apt-get install graphviz
gprof2dot.py获取
git clone https://github.com/jrfonseca/gprof2dot.git
生成调用函数图
gprof bch gmon.out |./gprof2dot.py -n0 -e0 |dot -Tpng -o output.png

备注：gprof2dot.py是从获取gprof2dot目录拷贝出来的，修改gprof2dot.py执行权限chmod 777 gprof2dot.py

函数调用图如下：

五、gprof缺点

函数执行时间是估计值
不能处理内联函数
不适合存在大量递归调用的程序